KR20110089370A - 집적 가스 방전 램프 및 집적 가스 방전 램프를 위한 점화 변압기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 방전 램프를 위한 점화 전압을 생성하기 위한 점화 변압기(80)에 관한 것으로서, 상기 점화 변압기(80)는 페라이트 코어(81) 및 적어도 하나의 1차 코일(86) 및 적어도 하나의 2차 코일(87)을 포함하며, 여기서 상기 적어도 하나의 2차 코일(87)은 고전압을 유도하는 적어도 하나의 2차 코일(87)의 일 단이 안쪽에 배치되도록 상기 페라이트 코어(81) 상에 배치되는 절연 금속 스트립으로 형성되며, 상기 페라이트 코어는 필름 코일의 형상을 가지며, 상기 2차 코일(87)은 상기 페라이트 코어 상에 필름처럼 감긴다.

Description

집적 가스 방전 램프 및 집적 가스 방전 램프를 위한 점화 변압기 {INTEGRATED GAS DISCHARGE LAMP AND IGNITION TRANSFORMER FOR AN INTEGRATED GAS DISCHARGE LAMP}
본 발명은 페라이트 코어 및 적어도 하나의 1차 권선 및 적어도 하나의 2차 권선을 포함하는, 집적 가스 방전 램프 및 점화 전압을 생성하기 위한 집적 가스 방전 램프를 위한 점화 변압기에 관한 것으로, 상기 적어도 하나의 2차 권선은 고전압을 전달하는 상기 적어도 하나의 2차 권선의 단부가 그 내부에 배치되도록 상기 페이라트 코어상에 배치되는 절연 금속 스트립으로 형성된다.
본 발명은 주 청구항의 타입에 따른 집적 가스 방전 램프 및 집적 가스 방전 램프를 위한 점화 변압기에 기초한다.
DE 199 13 942 C1은 환상 코어 변압기를 갖는 집적 점화 디바이스를 포함하는 집적 가스 방전 램프를 개시한다. 상기 환상 코어 변압기는 2차 권선으로 감긴 후에 1차 권선으로 감긴다. 상기 변압기의 양호한 커플링을 달성하기 위해, 상기 1차 권선은 상기 2차 권선의 큰 면적을 커버하기 때문에, 상기 1차 권선의 배선의 절연은 상기 2차 권선에 의해 생성된 전체 점화 전압을 절연시킬 수 있도록 설계되어야 한다. 그러나, 상기 전압을 절연시키기 위한 구조적 측정 수단들이 존재하지 않지만, 상기 배선의 절연은 이것을 정밀하게 달성해야 하기 때문에 비용이 비싸지게 된다.
DE 10 2004 044 368 A1은 개선된 점화 변압기를 개시하고, 상기 변압기의 페라이트는 컵 중심부 형상을 가지며 상기 2차 권선은 금속 스트립으로 이루어진다. 그러나, 상기 2차 권선이 상기 페라이트 상에 감길 수 없으며, 대신에 맨드릴(mandrel) 상에 감아져야 하며 완성된 코일로서 상기 컵-중심부-형상 페라이트에만 삽입될 수 있기 때문에 생산하는 것이 복잡하다. 상기 제조 허용오차들로 인하여, 이 경우에 이용가능한 코일 스페이스는 잘 이용되지 못하며 상기 커플링 또한 최적이 아니다.
본 발명의 목적은 점화 전압을 생성하기 위한 집적 가스 방정 램프를 위한 개선된 점화 변압기를 제공하는 것이며, 상기 점화 변압기는 페라이트 코어 및 적어도 하나의 1차 권선 및 적어도 하나의 2차 권선을 포함하며, 상기 적어도 하나의 2차 권선은 고전압을 전달하는 상기 적어도 하나의 2차 권선의 단부가 내부에 배치되도록 상기 페라이트 코어 상에 배치되는 절연 금속 스트립으로 형성된다.
상기 점화 변압기에 관한 문제점은 가스 방전 램프를 위한 점화 전압을 생성하기 위한 점화 변압기를 이용하는 본 발명에 따라 해결되며, 상기 점화 변압기는 페라이트 코어 및 적어도 하나의 1차 권선 및 적어도 하나의 2차 권선을 포함하며, 상기 적어도 하나의 2차 권선은 고전압을 전달하는 상기 적어도 하나의 2차 권선의 단부가 내부에 배치되도록 상기 페라이트 코어 상에 배치되는 절연 금속 스트립으로 형성되며, 상기 페라이트 코어는 필름 릴(reel)의 형태를 가지며 상기 2차 권선은 필름과 같이 상기 페라이트 코어 상에 감긴다. 이는 상기 점화 변압기의 간단한 비용-효율적인 생산을 보장한다.
집적 가스 방전 램프에 관한 상기의 문제점은 본 발명에 따른 점화 변압기를 포함하는 집적 가스 방전 램프를 이용하는 본 발명에 따라 해결된다.
상기 페라이트 코어가 2개의 필수적으로 평행한 측벽들 및 중심 코어를 포함하는 경우, 상기 측벽들의 외부 윤곽은 원형이거나 필수적으로 사각형이며, 상기 2차 권선은 상기 페라이트 코어 상에 직접 감겨질 수 있다.
상기 페라이트 코어는 바람직하게는, 조립될 때, 필름 릴의 형태를 채택하는 2개의 페라이트 코어 절반부들로 이루어지며, 상기 페라이트 코어의 중심 코어는 공동 원통형이며 2개의 절반부들로 이루어지며 각 페라이트 코어 절반부는 측벽 및 중심 코어 절반부를 갖는다. 상기 배치에서, 상기 2차 권선의 내부 단부는 상기 중심 코어 절반부들 사이에 핀칭될 수 있으며, 이는 상기 2차 권선의 권선을 간략화한다. 그러나, 상기 페라이트 코어는 또한 다른 하나 위의 중심에 하나를 놓았을 때, 필름 릴의 형태를 채택하는 3개 부분들을 가질 수 있으며, 상기 3개 부분들 중 2개는 필수적으로 동일하며 2개의 측벽들이 상기 필름 릴을 형성하며 제 3 부분이 상기 필름 릴의 중심 코어를 형성하는 공동 원통형 형태를 가지며, 상기 공동 원통형 제 3 부분은 세로 방향으로 슬릿을 포함한다. 상기 제 2 권선은 따라서 상기 페라이트 코어에 의해 더 단단하게 밀폐되며, 이는 상기 점화 변압기의 커플링을 개선한다.
상기 점화 변압기가 상기 페라이트 코어의 공동 원통형 영역 내에 배치되는 콘택트 바디를 포함하는 경우, 상기 2차 권선의 금속 스트립의 시작부는 상기 2개 코어 절반부들 사이에 또는 상기 공동 원통형 제 3 부분에서의 슬릿을 통해 내부로 가이딩될 수 있으며, 여기서 상기 콘택트 바디와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 콘택트 바디는 차례로 상기 고압 방전 램프 버너의 파워 서플라이에 전기적으로 연결가능하다. 이는 상기 점화 변압기의 상기 가스 방전 램프 버너(burner)로의 효율적이고 짧은 연결을 보장한다.
상기 콘택트 바디는 바람직하게는 원통형 방식으로 함께 만곡되는 필수적으로 직사각형인 영역으로 이루어지는 만곡된 금속 시트 부분, 상기 만곡된 상태에서 서로 마주보며 2개의 지붕 면들의 방식으로 서로 경사지는 2개의 측방향으로 돌출하는 탭들로 이루어지며, 상기 2개의 지붕 면들이 만나는 단부에서 상기 고압 방전 램프 전극의 파워 서플라이 배선이 중심부 방식으로 클램핑되도록 형상화된다. 이에 의해 상기 가스 방전 램프 버너의 파워 서플라이 배선의 접촉이 특히 간단해진다.
상기 점화 변압기는 상기 2차 권선이 1차 권선의 탄성에 의해 고정되고 상기 2차 권선의 외부 단이 상기 1차 권선에 전기적으로 연결되도록 스트립-형, 탄성의, 스탬프 굴곡부로서 설계되는 적어도 하나의 회전(turn)을 갖는 1차 권선을 포함하는 경우, 상기 점화 변압기는 더 간단하게 생산될 수 있으며 더 용이하게 취급될 수 있다.
상기 1차 권선의 스탬프 굴곡부가 원형이거나 각진 형태인 경우, 여기서 상기 각진 형상의 경우에 상기 스탬프 굴곡부의 코너들에서 요크 페라이트들이 고정되는 원통형의, 안쪽으로 향하는 원형 부분들을 포함하며, 상기 점화 변압기가 특히 콤팩트하며, 직각 형상의 경우에는 폐쇄형 자기 요크를 구비할 수 있다.
상기 1차 권선의 스탬프 굴곡부는 특히 바람직하게는 다른 하나의 상부에 하나가 배치되는 적어도 2개의 나선형 권선들을 포함한다. 이는 점화시에 상기 1차 회로에서의 전류 흐름을 개선한다.
상기 1차 권선의 스탬프 굴곡부가 상기 점화 변압기를 기계적으로 고정하는, 측면 방향으로 완전하게 몰딩된 제 1 탭들을 포함하는 경우, 상기 점화 변압기는 이에 의해 간단하고 안전한 방식으로 프린트 회로 기판 등에 고정될 수 있다. 상기 1차 권선의 스탬프 굴곡부는 상기 각각의 단부 상에 측면 방향으로 완전하게 몰딩되고 그 후에 점화 전자 시스템을 전기적으로 접촉하는 제 2 탭들의 기계적 부하를 완화하기 위해 어느 한쪽 단부에 바깥쪽으로 향하는 원형 부분들을 갖는 경우에, 상기 전기적 콘택트의 땜납 연결이 조심스럽게 취급된다. 땜납 연결은 특히 온도의 큰 변동들이 있을 때 더 이상 깨지지 않을 수 있다.
상기 점화 변압기는 기계적 안정성 및 전기 절연의 강도를 증가시키기 위해, 바람직하게는 적합한 수단, 특히 함침 광택제(impregnating varnish)에 침지되거나, 캐스팅(casting) 화합물로 캐스트될 수 있다.
상기 점화 변압기의 측벽들이 상기 권선을 마주하는 측에서 바깥으로부터 연장하는 연장된 리세스들을 포함하는 경우, 상기 침지 또는 캐스팅 프로세스가 상당히 용이하게 된다. 이는 상기 함침 광택제 또는 캐스팅 화합물의 개선된 침투성을 야기한다.
상기 페라이트 코어의 높이에 대한 직경의 비는 바람직하게는 1보다 크고 9보다 작으며, 특히 1.5보다 크고 5보다 작다. 이에 의해 상기 점화 변압기는 콤팩트하게 남아있으며 높은 수준의 전기 효율을 달성한다.
본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프 및 본 발명에 따른 점화 변압기의 추가적인 유용한 개발들 및 구성들은 추가적인 종속 청구항들 및 다음의 설명으로부터 알게 될 것이다.
본 발명의 추가적인 장점들, 특징들 및 상세들은 실시예들의 이하의 설명 및 도면들에 기반하여 알게 될 것이며, 유사 또는 기능적으로 유사한 엘리먼트들은 유사 참조 부호들로 표시된다.
도 1은 본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프의 제 1 실시예의 단면도를 도시한다.
도 2는 상기 집적 가스 방전 램프의 기계적 구성요소들의 제 1 실시예의 분해도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프의 제 2 실시예의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프의 제 2 실시예의 사시도를 도시한다.
도 5는 상기 헤드램프/가스 방전 램프 인터페이스의 도면을 도시한다.
도 6은 전기적 콘택트의 상세를 도시한다.
도 7은 기계적 콘택트의 상세를 도시한다.
도 8은 상기 집적 가스 방전 램프의 제 3 실시예의 단면도를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프의 제 4 실시예의 사시도를 도시한다.
도 10은 상기 집적 가스 방전 램프의 점화 변압기의 사시도를 도시한다.
도 11은 상기 점화 변압기의 상위 부분의 사시도를 도시한다.
도 12는 상기 점화 변압기의 하위 부분의 사시도를 도시한다.
도 13은 가시적 2차 권선을 갖는 점화 변압기의 하위 부분의 사시도를 도시한다.
도 14는 상기 점화 변압기의 제 2 원형 실시예의 분해도를 도시한다.
도 15는 상기 점화 변압기의 제 2 원형 실시예의 단면도를 도시한다.
도 16은 2-회전 1차 권선을 갖는 상기 점화 변압기의 제 3 원형 실시예의 분해도를 도시한다.
도 17은 2-회전 1차 권선을 갖는 점화 변압기의 제 3 원형 실시예의 단면도를 도시한다.
도 18a는 종래 기술에 따른 비대칭 펄스 점화의 개략적 회로도를 도시한다.
도 18b는 종래 기술에 따른 대칭 펄스 점화 디바이스의 개략적 회로도를 도시한다.
도 19는 비대칭 펄스 전압 디바이스의 개략적 회로도를 도시한다.
도 20은 상기 집적 가스 방전 램프의 확장된 회로의 개략적 회로도를 도시한다.
도 21은 상기 기본 구조를 도시하는 상기 집적 가스 방전 램프의 가스 방전 램프 버너의 단면도를 도시한다.
도 22는 연소 시간에 걸친 상기 가스 방전 램프 버너의 동작 주파수의 도면을 도시한다.
도 23은 교정된 방전 아크(arc)를 갖는 동작 모드를 위한 회로 토폴로지의 제 1 실시예를 도시한다.
도 24는 교정된 방전 아크를 갖는 동작 모드를 위한 회로 토폴로지의 제 2 실시예를 도시한다.
도 25는 교정된 방전 아크를 갖는 동작 모드를 위한 회로 토폴로지의 제 3 실시예를 도시한다.
도 26은 DC 전압 변환기의 간략한 동작 모드를 위한 회로 토폴로지를 도시한다.
도 27은 상기 가스 방전 램프 버너의 표준화된 설정 지점 연소 전력과 상기 누적 가중 연소 시간 사이의 함수 관계를 예시하는 그래프를 도시한다.
도 28은 가중 함수 γ의 도식적 표현을 도시한다.
도 29는 상기 함수 α의 도식적 표현을 도시한다.
도 30은 상기 가스 방전 램프 버너의 표준화된 누적 연소 시간의 함수로서 표준화된 설정 지점 광속의 도식적 표현을 도시한다.
도 31은 본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프의 제 5 실시예의 단면도를 도시한다.
도 32는 집적 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 방법의 제 1 실시예의 변형의 흐름도를 도시한다.
도 33은 집적 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 방법의 제 1 실시예의 추가 변형의 흐름도를 도시한다.
도 34는 집적 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 방법의 제 2 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 1은 집적 가스 방전 램프(5)의 제 1 실시예의 단면도를 도시한다. 이하에서는, 상기 램프 베이스에 집적된 상기 점화 전자 시스템 및 동작 전자 시스템 둘 모두를 갖는 가스 방전 램프(5)는 집적 가스 방전 램프(5, integrated gas discharge lamp)라 지칭될 것이다. 따라서, 외부적으로 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 더 이상 어떤 특정 램프 인터페이스도 포함하지 않지만 일반적으로 종래의 널리 알려진 전기 회로(electric main)에 직접 연결될 수 있다. 자동차 헤드램프로서의 일 구성에서, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 인터페이스는 상기 자동차의 내장 서플라이 시스템의 종래의 12 V 서플라이이다. 자동차 조명으로서의 추가 구성에서, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 인터페이스는 또한 자동차에서의 현대식 내장 공급 시스템의 장래의 42 V 서플라이일 수 있다. 그러나, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 또한 예컨대, 48 V, 96 V 또는 120 V에서 360 V까지의 배터리 전압을 갖는 전기 자동차의 고-전압 내장 서플라이 시스템에 연결되도록 설계될 수 있다. 상기 집적 가스 방전 램프는 배터리-장착 저-전압 전력 네트워크를 갖는 긴급 파워 서플라이 상에 동작하도록 더 설계될 수 있다. 상기 램프는 또한 예컨대, 산 대피소에서 사용되는 것과 같은 저-전압 고립 네트워크들에 사용될 수 있다. 또한, 저-전압 할로겐 램프들이 이미 사용된 종래의 저-전압 시스템들을 사용하는 것도 가능하다. 그와 같은 램프는 상기 램프와 동작 디바이스 사이에 배선이 필요하지 않기 때문에, 손전등과 같은 휴대용 디바이스들에 훨씬 유용하다. 케이블이 없기 때문에, 또한 추가적인 비용들, 배선 경비 및 불필요한 고장 근원들도 발생하지 않는다. 이하에서 집적 가스 방전 램프(5)는 종래의 주된 파워 서플라이에 직접 연결될 수 있도록 상기 램프 자체에 통합되는 동작을 위해 요구된 모든 전자 장치들을 갖는 가스 방전 램프를 의미하는 것으로 이해된다.
램프 버너(50)는 4개의 유지 플레이트들(53)에 부착되는 금속 클립(52)에 의해 끼워진다. 상기 유지 플레이트들(53)은 램프 베이스(70)에 캐스트되거나 사출-성형된다. 상기 램프 베이스(70)는 바람직하게는 플라스틱 재료로 이루어지며 사출 성형 또는 캐스팅 방법에 의해 생산된다. 상기 전기 차폐를 개선하기 위해, 상기 램프 베이스(70)의 플라스틱 재료가 전기적으로 도전되거나 금속화될 수 있다. 상기 램프 베이스가 상기 외측 표면 및 상기 점화 및 동작 전자 시스템들(910, 920)로부터 떨어진 표면상에 금속화되는 경우가 특히 유용하다. 금속화에 더하여, 또한 전기적으로 도전성 스킨이 상기 램프 베이스(70)의 벽에 형성되도록 금속 도전체들 또는 금속 합사(braiding)를 삽입-몰딩할 수 있다. 어떠한 도전성 또는 금속화 플라스틱 재료도 사용되지 않는다면, 상기 플라스틱 재료 베이스는 금속과 같은 도전성 재료로 이루어진 전기적 도전성 하우징(72)에 의해 둘러싸인다. 예컨대, 상기 금속은 부식이 방지되는 철판이거나 심지어 알루미늄, 마그네슘 또는 황동과 같은 비철 중금속일 수 있다. 공통으로 또한 O-링으로 지칭되는 링 시일(seal, 71)은 상기 전기적 도전성 하우징(72)의 버너-측 종단에 위치하며 상기 반사기에 대한 시일을 제공한다. 상기 정책에 의해, 시일된 헤드램프로 완전하게 상기 램프를 집적할 필요 없이 단단한 헤드램프 시스템을 구축할 수 있다. 상기 램프가 상기 헤드램프 상의 외부에 위치하기 때문에, 상기 베이스에서의 점화 및 동작 전자 시스템들(910, 920)의 냉각이 상당히 개선되며, 약한 냉각 대류만이 가능한, 상기 가스 방전 램프(5)가 단단한 헤드램프에 통합되는 종래의 구조보다 더 간단하다. 상기 설명된 단단한 헤드램프 내의 둘러싸는 대기는 예컨대, 엔진실에서의 조명 표면으로부터 떨어진 쪽의 개구에 상기 램프가 배치되는 제안된 실시예에서보다 상기 동작 전자 시스템의 상당히 더 높은 온도들을 발생시키는 '열 증가(heat build-up)'를 야기한다.
상기 베이스(70)는 상기 램프 버너(50)로부터 떨어진 측 상에 베이스 플레이트(74)에 의해 실링된다. 상기 베이스 플레이트(74)는 바람직하게는 알루미늄 또는 마그네슘과 같은 효율적인 열 및 전기적 도전성 재료로 이루어진다. 상기 베이스(70)로의 기계적 연결 및 상기 전기적 도전성 하우징(72)으로의 전기적 연결을 생산하기 위해, 상기 하우징은 상기 램프 버너(50)로부터 떨어진 측 상에 복수의 탭들(722)을 포함하며, 상기 탭들은 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 조립 동안 상기 베이스 플레이트(74)상에 비딩되어(beaded) 원하는 연결들을 생성한다. 그 중에서도, 상기 램프 버너(50), 점화 전자 시스템(910) 및 동작 전자 시스템(920)은 집적 가스 방전 램프(5)를 형성하도록 상기 타입의 연결 방법에 의해 서로 불가분하게 연결된다. 이는 동작 디바이스 및 가스 방전 램프로 이루어진 종래 시스템들에 반하여 자동차 제조업자에게 장점을 제공하는데, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 여전히 세부 업무 및 조립의 관점에서 일 부분만이며, 덜 복잡하여 비용을 감소시키며, 동일한 목적이지만 다른 설계, 예컨대 상기 동작 디바이스들의 다른 생산 버전들을 갖는 구성요소들 사이의 혼란의 위험이 없어진다. 최종 고객을 위해, 예컨대 자동차 구매자는 종래 기술에 비해 고장난 집적 가스 방전 램프 교체의 복잡성 감소가 상당히 용이하게 되고 가속화되며, 고장 발견이 더 용이하게 되며 램프를 변경하기 위해 필요한 지식 및 기술이 적어지는 장점을 알게 된다. 상기 컴포넌트들 사이의 케이블 및 플러그 커넥터의 생략 또한 비용을 감소시키고, 신뢰성을 증가시키며 중량을 감소시킨다.
상기 베이스 플레이트는 바람직하게는 알루미늄 압력 다이 캐스팅 또는 마그네슘 압력 다이 캐스팅으로 이루어진다. 이는 또한 비용-효율적이며 기계적 및 전기적으로 고-품질 변형을 형성한다. 특히, 양호한 전자기 차폐를 위해, 표면에 걸쳐 전기적으로 도전성인 적어도 하나의 램프 베이스(70) 또는 전기적으로 도전성인 하우징(72)과 유사하게 전기적으로 도전성인 베이스 플레이트(74) 사이에 효율적인 전기적 도전성 연결이 필요하다. 상기 차폐는 인접한 전기 또는 전자 모듈들의 간섭을 감소시킨다. 더욱이, 상기 차폐는 상기 모듈들이 상기 점화 및 동작 전자 시스템들(910, 920)의 기능에 부정적인 영향을 갖지 않도록 보장한다. 상기 베이스(70)와 상기 베이스 플레이트(74) 사이의 방수 및 기밀 연결을 보장하는 링 시일(73)은 상기 베이스 플레이트(74)와 상기 베이스(70) 사이에 배열된다. 대안적인 실시예에서, 상기 베이스(70) 및 베이스 플레이트(74)는 상기 2개 부분들이 서로 맞물릴 수 있고, 상기 맞물린 위치에서 상기 전자 차폐를 위한 양호한 연결을 생성하기 위해 상기 전기적으로 도전성인 하우징(72)과 상기 베이스 플레이트(74) 사이에 동시에 하나 이상의 콘택트 지점들이 존재하도록 설계된다. 이 경우에, 또한, 링 시일이 다시 상기 베이스와 베이스 플레이트 사이에 배치되며, 상기 링 시일은 상기 가스 방전 램프 버너(50)로부터 떨어진 쪽에 상기 베이스의 기밀성을 보장한다. 상기 점화 및 동작 전자 시스템들을 수용하는 2개 평면들이 상기 베이스(70) 내에 제공된다. 상기 램프 버너(50)에 가장 근접하게 놓인 첫 번째의 더 작은 평면은 상기 점화 변압기(80)를 포함하는 점화 전자 시스템(910)을 수용한다. 상기 점화 변압기(80)의 구조는 이후에 논의될 것이다. 두 번째의 더 큰 평면은 상기 방전 램프 버너(50)의 동작을 위해 필요한 동작 전자 시스템(920)을 수용한다. 상기 점화 및 동작 전자 시스템들은 또한 프린트 회로 기판이라 칭해지는 임의의 적합한 타입의 회로 기판상에 위치될 수 있다. 종래의 프린트 회로 기판들, 금속 코어 프린트 회로 기판들, LTCC 기술의 프린트 회로 기판들, 두꺼운 필름 기술의 스트립 도전체들을 갖는 산화 또는 코팅 금속 플레이트들, MID 기술 또는 MID 핫 스탬핑 기술 또는 내열(heat-resistant) 프린트 회로 기판들의 생산을 위해 적합한 추가적인 가능 기술들로 된 플라스틱 재료 프린트 회로 기판들이 고려된다. 상기 점화 및 동작 전자 시스템들을 형성하는 전자 컴포넌트들 및 컴포넌트 부분들은 각각 상기 2개의 프린트 회로 기판들의 상부 측 및 하부 측뿐 아니라 상기 2개 프린트 회로 기판들의 내부에 위치될 수 있다. 상기 변압기(80) 외에는, 도 1은 명확화를 위해 상기 프린트 회로 기판상에 추가적인 전자 컴포넌트들 또는 컴포넌트 부분들을 도시하지 않는다. 상기 점화 전자 시스템(910)을 위한 프린트 회로 기판 및 상기 동작 전자 시스템(920)을 위한 프린트 회로 기판이 동일한 재료로 이루어지는 경우, 상기 기판들은 동일한 목적을 위해 유용하게 제조될 수 있다. 브리지들은 상기 프린트 회로 기판들 사이에 피팅될 수 있으며, 그 브리지들은 상기 램프 베이스(70)로의 분리 및 삽입 동안 상기 프린트 회로 기판들 사이의 전기적 연결들로서 동작한다. 예컨대, 개별적인 배선들, 리본 케이블들 또는 리지드-플렉서블(rigid-flexible) 프린트 회로 기판들이 브리지들로서 사용될 수 있다. 상기 2개의 프린트 회로 기판들 사이의 전기적 연결은 열 팽창으로 인해, 특히 손상 없는 열적 사이클 부하로 인해 상기 점화 및 동작 전자 시스템들의 2개의 프린트 회로 기판들 사이의 거리의 변경을 견디도록 설계된다. 상기 목적을 위해 예컨대, 상기 배선들은 충분한 길이로 제공되며 그에 따라 상기 하우징 내에 놓일 것이다. 대안적으로 예컨대, 상기 가스 방전 램프 버너의 가로축 방향으로, 상기 2개의 프린트 회로 기판들의 열 팽창을 허용하고 여전히 모든 경우들에서의 전기적 연결을 보장하도록 크기설정되고 배열되는 하나 이상의 메일(male) 및 피메일(female) 헤더들이 사용될 수 있다. 상기 목적을 위해 예컨대, 상기 메일 헤더의 핀들은 상기 각각의 프린트 회로 기판 표면에 수직으로 배열되며 상기 소켓들의 삽입 길이는 열 팽창으로 인해 상기 소켓들 내부에서 요구되는 것보다 상기 핀들을 위한 더 많은 공간을 제공하도록 디멘져닝된다.
상기 점화 전자 시스템(910)을 위한 프린트 회로 기판은 상기 동작 전자 시스템으로부터 가능한 멀리 떨어진, 상기 점화 전자 시스템에서의 고전압에 의해 생성되는 간섭을 유지하기 위해 상기 동작 전자 시스템과 마주하는 측 상에 전기적 도전성 차폐면을 포함한다. 금속 또는 금속 코어 프린트 회로 기판의 경우에, 상기 표면은 내재적으로 제공되는 한편, 다른 프린트 회로 기판 재료들을 갖는 구리면 등이 바람직하게는 상기 측 상에 부착된다. 금속 코어 프린트 회로 기판이 사용되는 경우, 상기 점화 변압기(80)는 또한 이에 의해 냉각될 수 있으며, 상기 점화 변압기는 상기 가스 방전 램프 버너(50)에 근접하기 때문에 특히 고온하에 있게 된다. 상기 점화 전자 시스템(910)과 상기 동작 전자 시스템(920) 사이의 전기적 도전성 차폐면은 또한 대안적으로 상기 2개의 프린트 회로 기판들 사이에 삽입되는 금속 시트에 의해 형성될 수 있으며 전기적으로 도전성 방식으로 상기 전기적 도전성 하우징(72)에 유용하게 연결된다. 상기 차폐면이 또한 상기 점화 변압기(80)를 냉각하도록 사용되는 경우, 상기 금속 시트가 또한 예컨대, 열 전도 필름 또는 열 전도 페이스트로 인하여 상기 전기적 도전성 하우징(72)에 양호한 열적 접속성을 갖는다.
상기 동작 전자 시스템(920)을 위한 프린트 회로 기판은 상기 베이스(70)와 상기 베이스 플레이트(74) 사이에 클램핑된다. 그 주변에서 상기 동작 전자 시스템(920)을 위한 프린트 회로 기판은 상기 상부 측 및 하부 측의 각각에 주변 그라운드 스트립 도전체('그라운드 링')를 가지며, 상기 그라운드 링은 도금된 쓰루-홀(through-holes)들에 의해 전기적 도전성 방식으로 서로 연결된다. 이들 도금 쓰루-홀들은 통상적으로 비아(via)들로 지칭되고 상기 프린트 회로 기판을 통해 연장되는 전기적 콘택트들이다. 이들 그라운드 링들은 상기 베이스(70)와 베이스 플레이트(74) 사이의 클램핑의 결과로서 상기 베이스 플레이트(74)에 전기적 콘택트를 생성하며, 그에 의해 상기 동작 전자 시스템(920)과 전기적 도전성 하우징(72) 사이의 그라운드 연결이 상기 비딩 탭들(722)을 통해 보장된다.
도 2는 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 기계적 컴포넌트들의 분해도의 제 1 실시예를 도시한다. 일반적으로 많은 다른 적합한 형태들을 가질 수 있지만, 이 경우에 상기 베이스는 사각형이다. 특히 바람직한 추가 실시예들은 원형, 육각형, 팔각형 또는 직사각형일 것이다. 상기 실시예의 외부 윤곽을 결정하기 위해, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 가로축에 수직인 전자들을 포함하는 하우징 부분을 통해 가상의 단면이 이루어지며, 상기 최종 외부 윤곽이 관찰되는데, 여기서 상기 하우징 에지들에서의 원형 부분들은 무시될 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 제 1 실시예의 경우에, 상기 선택된 교차부가 상기 점화 전자 시스템(910)에 더 가깝게 배치되는지 또는 상기 동작 전자 시스템(920)에 더 가깝게 배치되는지에 따라 2개의 정사각형들이 나타난다. 상기 제 1 실시예는 따라서 정사각형 실시예이다. 상기 점화 전자 시스템(910)의 근처에서의 상기 제 1 최종 외부 윤곽은 상기 동작 전자 시스템(910)의 치수들보다 작은 치수들을 갖는 상기 점화 전자 시스템(920)의 프린트 회로 기판에 의해 필수적으로 야기되는 제 2 외부 윤곽보다 작다. 그러나, 이는 반드시 그래야할 필요는 없으며 상기 2개의 외부 윤곽들이 동일한 크기이고 결과적으로 단지 하나의, 단일 외부 윤곽이 존재하는 실시예 또한 가능하다. 상기 외부 윤곽들의 2가지 기하학적 구조들은 상기 다른 영역들에서 동일해야 하는 것은 아니다. 특히, 상기 점화 전자 시스템의 영역에서의 작은, 원형 외부 윤곽 및 상기 동작 전자 시스템의 영역에서의 더 큰 육각형 외부 윤곽은 특히 유용한 실시예인 것으로 나타난다.
이미 상기에 나타난 바와 같이, 상기 동작 전자 시스템(920)을 위한 프린트 회로 기판은 상기 베이스(70)와 상기 베이스 플레이트(74) 사이에 클램핑된다. 상기 동작 전자 시스템(920)을 위한 프린트 회로 기판과 유사하게, 상기 링 시일(73)은 상기 베이스(70)와 상기 베이스 플레이트(74) 사이에 놓이게 되며 상기 동작 전자 시스템(920)을 위한 프린트 회로 기판 바깥쪽에 배치된다.
도 3은 집적 가스 방전 램프(5)의 제 2 실시예의 단면도를 도시한다. 상기 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예와 유사하며 상기 제 1 실시예와의 차이들만이 설명될 것이다. 상기 제 2 실시예에서, 상기 점화 전자 시스템(910) 및 상기 동작 전자 시스템(920)은 전체 동작 전자 시스템(930)으로서 프린트 회로 기판상의 공통 평면에 배치된다. 상기 정책의 결과로서, 본 발명에 따른 상기 가스 방전 램프(5)의 베이스는 더 평탄할 수 있으며, 그에 의해 상기 가스 방전 램프(5)를 이용하는 헤드램프가 또한 덜 깊다. 상기 점화 변압기(80)는 상기 가스 방전 램프 버너(50) 아래의 중앙에 위치한다. 상기 점화 변압기(80)의 중심 지점은 바람직하게는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 가로축에 놓인다. 상기 베이스에 가까운 가스 방전 램프 버너 전극을 위한 파워 서플라이는 상기 점화 변압기의 중심부로 돌출한다. 상기 점화 변압기는 상기 프린트 회로 기판상에 실장되지 않지만, 대신에 그 단부가 상기 가스 방전 램프 버너로부터 떨어진 프린트 회로 기판 측에서와 대략 동일한 높이로 상기 가스 방전 램프 버너로부터 떨어져서 위치한다. 상기 전체 동작 전자 시스템(930)의 프린트 회로 기판은 따라서, 상기 점화 변압기(80)가 상기 전체 전자 시스템(930)의 프린트 회로 기판으로 삽입되도록 상기 지점에서 우묵해진다. 상기 전자기 호환성을 개선하기 위해, 상기 하우징은 예컨대, 알루미늄이나 Mu 금속 시트로 이루어진 망들에 의한 벽들 및 챔버들을 제공받을 수 있으며, 서로 그리고 주변 환경과 다른 회로 부분들의 전기, 자기 및 전자기 차폐가 생산될 수 있다. 상기 차폐는 또한 다른 정책들에 의해 달성될 수 있는데, 특히 공동들은 사출 성형 방법의 범위 내의 간단한 방식으로 상기 베이스 플레이트(74) 및 램프 베이스(70)에 형성될 수 있다.
특히 상기 점화 변압기(80) 주변 및 전체 동작 전자 시스템(930)의 어느 한쪽 상에 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 하우징 내의 잔여 빈 공간들은 캐스팅 화합물로 충전된다. 이는 다수의 장점들을 제공하는데, 예컨대 특히 상기 점화 변압기에 의해 생성된 고전압의 결과로서의 아크(arcing)가 신뢰성 있게 방지되고, 상기 전자 제품의 냉각의 양호한 레벨이 보장되며, 특히, 습기 및 높은 가속들과 같은 환경적 영향들을 매우 효율적으로 견디는, 매우 기계적으로 견고한 유닛이 제공된다. 그러나, 예컨대 상기 점화 변압기(80) 영역에서의 부분적 캐스팅은 또한 특히 중량을 감소시키기 위해 실행될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프(5)의 제 3 실시예를 도시한다. 상기 제 3 실시예는 상기 제 1 실시예와 유사하며 상기 제 1 실시예와의 차이들만이 설명될 것이다. 상기 제 3 실시예에서 상기 베이스 플레이트(74)가 냉각 립(rib)들을 갖는 외부 표면상에 제공된다. 상기 램프 베이스(70) 및 전기적 도전성 하우징(72)이 또한 각각 냉각 립들을 구비하는 것도 가능하다. 추가로, 상기 동작 전자부(920)의 프린트 회로 기판의 기능은 상기 베이스 플레이트에 의해 완성되는데, 그 이유는 상기 베이스 플레이트가 예컨대, 도전성 구조들, 예컨대 두꺼운 필름 기술로 된 스트립 도전체들을 구비하며 예컨대, 땜납에 의해 전기적 도전성 방식으로 전체 동작 전자 시스템의 컴포넌트들에 연결되는 양극성으로 산화된 알루미늄으로 이루어진 영역들인, 그 내면 상의 전기적 비도전성 영역들을 갖기 때문이다. 이들 정책들의 결과로서, 상기 동작 전자 시스템(920)은 냉각 멤버 상에 직접 부착되기 때문에 특히 효율적으로 냉각된다. 상기 냉각 립들은 바람직하게는 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 설치 위치에 자연 대류가 촉진되도록 설계된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 서로 다른 설치 위치들에서 동작가능하도록 되는 경우에, 상기 냉각 표면은 또한 그에 따라서 설계될 수 있으며, 다수의 공간 방향들로 자연 대류가 발생할 수 있도록, 예컨대 원형, 육각형, 정사각형 또는 직사각형 핑거들로 이루어질 수 있다. 상기 점화 전자 시스템(910)은 제 1 실시예에서와 같이, 그 위에 배치된 프린트 회로 기판상에 위치되며 적합한 정책들에 의해 상기 동작 전자 시스템(920)에 전기적으로 연결된다. 이는 스프링 콘택트들 또는 플러그 콘택트들에 의해서뿐 아니라, 상기 베이스에서 연장하는 스트립 도전체들 또는 상기 베이스의 내면 상에 찍히고 상기 점화 전자 시스템(910) 및 상기 동작 전자 시스템(920)에 연결된 스트립 도전체들에 의해 달성될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 집적 가스 방전 램프(5)의 제 4 실시예를 도시한다. 상기 제 4 실시예는 상기 제 2 실시예와 유사하며 상기 제 2 실시예와의 차이들만이 설명될 것이다. 상기 제 4 실시예에서 상기 베이스 플레이트(74)는 상기 내면 상에 그리고 또한 이전의 실시예에서와 같이 일 측 상에 피팅되는 금속 코어 프린트 회로 기판으로 형성된다. 그러나, 상기 베이스 플레이트(74)는 도 4에서의 플레이트가 아니고 높이 올린 측벽들을 갖는 베이스 컵 형태이다. 상기 베이스 플레이트는 이하에서는 명확성을 위해 베이스 컵이라 지칭한다. 상기 베이스 컵은 또한 효율적인 열 전도 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대 딥 드로잉(deep drawing)에 의해 효율적으로 재형상화될 수 있는 금속 합금들이 특히 잘 맞는다. 사출 성형에 의해 형상화될 수 있는 효율적인 열 전도 플라스틱 재료가 또한 잘 맞는다. 상기 실시예에서 상기 기준 링(702) 및 기준 돌출부(703)를 포함하는 베이스(70)는 본질적으로 상기 버너가 조정되고 상기 기준 링 내에 고정되는 육각형 플레이트로 이루어진다. 상기 베이스 컵은 그 자신의 프린트 회로 기판상에 또는 상기 베이스 컵의 내부 베이스상에 배치되는 전체 동작 전자 시스템(930)을 수용한다. 플러그 콘택트는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 파워 서플라이들(56, 57)에 부착되며 상기 베이스 컵 및 베이스(70)가 조립될 때 상기 베이스 컵의 대응하는 카운터-콘택트들과 맞물려서 신뢰성 있는 콘택트를 생성한다.
상기 베이스 컵 및 상기 베이스(70)가 금속으로 이루어지면, 상기 두 부분들은 커피병 또는 깡통의 경우와 같이 비딩에 의해 연결될 수 있다. 그러나, 도 9에 도시된 바와 같이, 단순히 상기 베이스 컵의 다수의 탭들은 또한 양호한 기계적 및 전기적 연결을 생성하기 위해 상기 베이스 상에 비딩될 수 있다. 그러나, 상기 연결을 생성하기 위해 공지된 땜납 및 용접 방법들이 또한 사용될 수 있다.
상기 베이스 컵 및 상기 베이스(70)가 플라스틱 재료로 이루어지는 경우, 상기 연결은 바람직하게는 초음파 용접에 의해 생성될 수 있다. 이는 도전성 플라스틱 재료의 경우에 또한 도전성 연결을 수반하는 신뢰성 있고 견고한 연결을 발생시킨다. 그러나, 상기 연결은 또한 대응하는 걸쇠들 및 리세스들이 상기 베이스 컵 및 베이스(70) 상에 제공되도록 하기 위해 대응하는 잠금 걸쇠들에 의해 제공될 수 있다. 이하에서 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 직경(D) 및 높이(h)는 더 간단한 설명을 제공하기 위해 대체로 기하학 구조와 독립적으로 정의될 것이다. 상기 집적 가스 방전 램프의 높이(h)는 이하에서 더 상세하게 논의될 기준 평면과 상기 버너로부터 떨어진 베이스 플레이트(74)의 외부 표면 사이의 최대 거리를 의미하는 것으로 이해된다. 상기 직경(D)은 상기 집적 가스 방전 램프 내의 최장 갭을 의미하는 것으로 이해되며, 상기 갭은 임의의 평면 내에 놓이며 상기 평면은 상기 기준 평면과 평행하게 연장한다.
이하의 표는 도 9에 도시된 가스 방전 램프(5)의 제 4 실시예의 다른 구성들의 일부 기하학적 변수들을 도시한다:
직경 길이/높이 h 체적 질량 D/h
A. 50W 램프 100 35 275 510 2.86
B. 35W 램프 100 25 196 178 4.00
C. 25W 램프, 표준 변형 70 25 99 139 2.80
D. 18W 램프, 수퍼플랫 변형 100 15 120 168 6.67
E. 45W 램프, 커피병 변형 40 50 63 52 0.80
F. 7W 램프, 횃불에서 사용하기 위함 40 35 44 36 1.14
상기 표에 도시된 서로 다른 구성들의 7W 내지 50W의 전기 출력들은 상기 가스 방전 램프 버너의 공칭 전기 출력을 지칭한다. 설계시에 유사한 상기 가스 방전 램프 버너의 서로 다른 기하학적 구조들 및 크기들이 이 경우에 사용된다.
도 4에 명확하게 나타난 바와 같이, 상기 제 2 및 제 4 실시예에 따른 집적 가스 방전 램프(5)의 램프 베이스는 다수의 장점들을 제공하는 육각형을 갖는다. 한편으로는 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 목적 지점에서 사용되도록 하기 위해 효율적으로 잡히게 한다. 다른 한편으로는 상기 집적된 전체 동작 전자 시스템(930)의 프린트 회로 기판의 사용은 소량의 폐기물들만이 존재하며 양호한 레벨의 비용 효율이 가능하도록 설계될 수 있다. 상기 베이스의 평탄한 설계로 인하여, 특히 모던 자동차들에서 유용한 매우 짧은 헤드램프가 설계될 수 있다. 상기 애플리케이션에서 지점-대칭 육각형 형태는 원형 형태의 모든 장점들을 향유하지만, 그 단점들을 나타내지는 않는다.
도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 콘택트들(210, 220)은 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 가로축을 향해 상기 램프의 상기 베이스(70)의 일 측 상에 상기 베이스로부터 방사상으로 돌출한다. 상기 콘택트들은 헤드램프로 상기 집적 가스 방전 램프(5)와 전기적으로 접촉한다. 이들 콘택트들은 플라스틱 재료 사출 성형 방법의 범위 내에서 상기 램프 베이스(70)의 생성 동안 삽입-몰딩된다. 이는 특정 플러그 시스템이 필요하지 않지만, 이미 상술한 바와 같이 방수 및 기밀 밀봉이 여전히 보장될 수 있다는 장점을 제공한다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)와 헤드램프(3) 사이의 협력은 도 5에 도시되어 있다. 상기 제 2 실시예에서의 가스 방전 램프(5)는 특정 전기적 인터페이스를 가지며, 상기 인터페이스를 통해 전력을 공급받는다. 상기 전기적 인터페이스는 상기 가스 방전 램프(5)가 헤드램프(3)로 삽입될 때, 상기 헤드램프(3)에 기계적으로 연결될 뿐 아니라 동시에 전기적으로 연결되도록 설계된다. 유사하게 구조화된 인터페이스가 또한 자동차 헤드램프들을 위한 최신의 할로겐 백열 램프들에 사용되며 예컨대, "스냅 라이트(Snap Lite)"라는 명칭하에 오스람사에 의해 판매된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 반사기 또는 헤드램프에 사용되는 경우, 올바른 동작을 위해 요구되는 모든 기계적 및 전기적 콘택트들은 상기 헤드램프(3)에 제공된 그들의 대응하는 카운터-콘택트들로의 삽입 프로세스 동안 연결된다. 상기 헤드램프(3)에 대한 그의 인터페이스에서, 상기 베이스(70)는 기준 평면을 정의하는 기준 링(702)으로부터 바깥으로 연장하는 돌출부들(703)을 갖는다. 상세도가 도 7에 도시된다. 이들 3개의 돌출부들은 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 삽입으로 상기 헤드램프(3)의 대응하는 카운터피스(counterpiece) 상에 놓인다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 전극들 및 방전 아크는 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 제조 프로세스 시에 상기 기준 평면에 관하여 조정된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 아크는 따라서 상기 헤드램프의 삽입 동안 상기 반사기에 정의된 위치를 채택하며 이는 정밀한 광학상을 가능하게 한다. 상기 헤드램프로의 삽입은 상기 헤드램프(3)의 반사기(33)의 반사기 베이스를 통해 상기 기준 링으로부터 측면으로 돌출하는 탭들(704)을 통과시킴으로써 도 3 및 4에 따른 상기 제 2 실시예에서 실행된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 그 후에 상기 반사기(33)에 대해 회전되며, 그 때문에 상기 탭들(704)의 베이스-측면에 부착되는 돌출부들(703)은 상기 집적 가스 방전 램프를 안으로 끌어당기며, 상기 회전의 종료시에, 상기 목적을 위해 제공된 반사기 베이스상의 기준면들에서 서로 맞물린다. 상기 링 시일(71)은 상기 돌출부들(703)이 상기 반사기 베이스에 배치된 기준면들에 대해 가압되도록 함께 가압되며 상기 시스템을 팽팽하게 한다. 상기 집적 가스 방전 램프(5) 및 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 방전 아크의 위치는 정밀하게 조정되며 상기 반사기(33)에 대해 고정된다. 상술한 헤드램프 인터페이스의 모든 3차원 방향들로 전형적으로 0.1 mm 이상의 기계적 위치결정의 높은 반복성은 광학적으로 두드러진 헤드램프 시스템을 생성할 수 있게 한다. 그와 같은 헤드램프 시스템은 특히 자동차에 사용될 수 있는데, 그것은 단호하며 뚜렷한 명-암 경계에 의해 대응하는 구성에서 특징화되기 때문이다.
이러한 목적을 위해 적합한 헤드램프(3)는 반사기(33) 형태의 조명-지시 수단, 상기 집적 가스 방전 램프(5)를 위한 소켓 및 캐리어 부분(35)을 가지며, 여기서 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 전기적 콘택트들(210, 220, 230, 240)에 대한 카운터-콘택트들을 구비한 연결 엘리먼트는 상기 캐리어 부분 상에 배치된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 전기적 콘택트들(210, 220, 230, 240)은 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 가로축을 향해 상기 램프 베이스(70)로부터 방사상으로 돌출한다. 상기 콘택트들은 전체 동작 전자 시스템(930)에 전기적 에너지를 공급한다. 일단 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 시계방향 회전 운동에 의해 수반된 플러그-인 운동에 본질적으로 기초하는 조립 프로세스에 의해 상기 헤드램프에 조립되면, 그 콘택트들(210, 220, 230, 240)은 도 6의 상세 도면에서 알 수 있는 바와 같이 상기 연결 엘리먼트(35)의 슬릿들(351, 352)에 배치된다. 이들 슬릿들(351, 352)은 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 콘택트들(210, 220, 230, 240)에 대한 상기 전기적 카운터-콘택트들(350)을 위한 슬릿들이다. 따라서, 종래 기술에 따라 상기 헤드램프에서 상기 집적 가스 방전 램프(5)를 접촉하기 위한 연결 케이블들을 구비한 플러그들은 생략된다. 특히, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 전기적 콘택트들은 상기 헤드램프에서의 삽입시에 상기 연결 엘리먼트의 카운터-콘택트들(350)을 통해 상기 캐리어 부분(35) 상에 직접 접촉된다. 따라서, 자유롭게 흔들리는 케이블들에 의해 상기 전기적 연결들의 기계적 부하가 감소한다. 헤드램프당 요구된 연결 케이블들의 수는 더 감소되며 제조 동안의 혼선 위험이 또한 감소한다. 추가로, 상기 정책에 의해 더 적은 케이블들이 수동으로 조립되어야 하기 때문에, 상기 헤드램프의 제조 동안 비교적 고도의 자동화를 달성할 수 있게 된다. 종래 기술에서의 이전의 경우에서와 같이, 상기 램프 베이스 상에 플러그되고 연결 케이블을 구비한 플러그에 의해 상기 헤드램프에서의 모든 광원들에 에너지를 공급하는 대신에, 본 발명에 따른 헤드램프는 상기 집적 가스 방전 램프(5)에 에너지를 공급하기 위해 상기 헤드램프의 전기적 공급 콘택트들을 상기 내장 공급 전압에 연결하는 것으로 충분하다. 상기 헤드램프의 공급 콘택트들에 의해 상기 헤드램프에 제공된 램프들의 전력 공급은 상기 헤드램프의 고정 배선에 의해 달성된다. 상기 헤드램프(3) 및 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 배선은 상당히 간략화된다.
도 1 및 도 2의 램프의 제 1 실시예는 상기 기계적 조정의 추가적인 변형을 도시한다. 이 경우에 상기 돌출부들(703)은 상기 가스 방전 램프 버너(50)를 마주하는 기준 링(702) 측에 배치된다. 상기 변형에서 상기 돌출부들(703)은 상기 반사기(33)에 대해 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 위치를 정의하기 위해 상기 반사기의 후면상에 대응하는 카운터페이스(counterface)들에 놓이게 된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 상기 반사기(33)의 기준면들에 대해 뒤쪽으로부터 가압된다. 그러나, 상기 변형은 상기 반사기의 광학적으로 효율적인 내면 사이의 위치결정이 정밀한 광학상을 달성하기 위해 매우 정밀하게 견뎌야 한다는 결함을 갖는다.
상기 제 2 실시예의 헤드램프 인터페이스의 시스템은 또한 현대 버스 시스템들에서의 더 간략한 배선을 달성하기 위해 적합하다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 따라서 상기 2개의 전기적 콘택트들(210, 220)에 더하여 추가적인 콘택트들(230, 240)을 갖으며, 이를 통해 상기 자동차의 내장 전자 시스템과 통신한다. 상기 연결 엘리먼트(35)는 각각 2개의 대응하는 카운터-콘택트들을 포함하는 2개의 슬릿들(351, 352)을 갖는다. 추가적인 실시예(미도시)에서, 단지 3개의 전기적 콘택트들만이 상기 램프 상에 제공된다: 필수적으로 상기 전기 램프 전력을 공급하는 2개 및 상기 램프가 상기 자동차의 내장 전자 시스템에 의해 가상적으로 전력-없는 방식에서 스위칭 온 및 오프될 수 있는 것에 의한 논리 입력(또한 원격-인에이블 핀이라 칭함).
전기적 연결들의 스와핑(swapping)이 불가능하다는 장점에 더하여, 상기 "스냅 라이트" 인터페이스는 또한 추가적인 장점을 제공한다: 상기 램프는 그 목적 장소에서의 헤드램프에 배치될 때만 전원 공급되기 때문에, 상기 베이스로부터 떨어진 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 파워 서플라이(57)는 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 확실하게 동작하지 않을 때만 접촉된다. 따라서, 그와 같은 고압 방전 램프를 취급할 때의 안전성 레벨은 극적으로 증가한다. 상기 헤드램프(3)에서의 집적 가스 방전 램프(5)의 간단한 설치는 최종 고객이 이러한 타입의 램프를 교체할 수 있음을 의미한다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 최종 고객이 상기 램프를 교환하기 위해 정비 공장을 찾을 필요가 없기 때문에 상기 최종 고객을 위해 더 비용 효율적이다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)를 상기 반사기(33)로 삽입함으로써, 상기 헤드램프 하우징으로의 상기 램프의 그라운드 연결이 형성된다. 예컨대, 상기 그라운드 연결은 상기 반사기(33)에 고정되고 상기 자동차의 그라운드 전위에 연결된 스프링 강판 스트립들에 의해 달성될 수 있다. 상기 램프를 헤드램프에 삽입할 때, 상기 스프링 강판 스트립들은 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 하우징의 전기적 도전성 표면을 접촉하며 차량 그라운드와 내부 그라운드 또는 상기 집적 가스 방전 램프의 그라운드 차폐 사이의 전기적 연결을 생성한다. 예컨대, 상기 콘택트는 상기 측벽 상에 또는 상기 하우징(72)의 단면 상에 생성될 수 있다. 본 경우에 상기 그라운드 연결은 도전성인 링 시일(71)에 의해 달성된다. 상기 하우징의 표면이 전기적으로 도전성이 아닌 경우, 그렇지 않으면 완전히 전기적으로 도전성이 아닌 경우에, 상기 스프링 강판 스트립들은 상기 집적 가스 방전 램프의 하우징의 표면상의 콘택트 면과 접촉된다. 상기 콘택트 면 또는 이들 콘택트 면들은 상기 내부 접지 또는 상기 집적 가스 방전 램프의 접지 차폐에 전기적으로 도전성 연결을 갖는다.
상기 헤드램프에 대한 종래의 인터페이스를 갖는 추가적인 제 5 실시예는 도 31에 도시되어 있다. 이 경우에 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 유지 클립(705)에 의해 상기 헤드램프 소켓의 대응하는 면상에 상기 기준면(702)을 통해 가압된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 종래의 방식으로 상기 헤드램프에 전기적으로 연결된다. 상기 유지 클립(705)은 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 그 기준면(702)을 통해 상기 헤드램프의 소켓에 효율적으로 연결되도록 보장하며, 따라서 상기 전극들이 상기 헤드램프의 광학 시스템에 정확하게 배향되도록 보장한다. 상기 집적 가스 방전 램프의 가스 방전 램프 버너(50)의 전극들(504)은 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 제조 프로세스 동안 상기 기준면(702)에 대해 조정된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 아크는 따라서 정밀한 광학상을 가능하게 하는, 상기 헤드램프로의 삽입시에 상기 반사기에서의 정의된 위치를 채택한다. 상기 유지 클립(705)의 스프링 효과로서, 상기 상은 자동차 헤드램프에서 발생할 수 있는 진동들과 같은 어려운 조건들 하에서도 보장된다. 상기 유지 클립은 차례로 상기 헤드램프 측의 그루브(7051)에 걸리게 되며, 상기 램프가 교환될 때 상기 유지 클립이 여전히 상기 그루브로부터 쉽게 풀리더라도, 상기 그루브는 상기 유지 클립을 단단히 유지한다. 상기 유지 클립(705)은 2개의 벌지(bulge)(7053)들을 통해 상기 베이스 측의 베이스 플레이트(74)에서 맞물린다. 그러나, 또한 상기 유지 클립(705)이 벌지들을 포함하지 않을 수 있으며 상기 베이스 플레이트 상의 립들 상에 놓이는 것도 가능하다. 본 발명에 따른 상기 가스 방전 램프(5)의 제 5 실시예는 상기 헤드램프의 광학 시스템에서의 위치결정 정확성의 관점에서 어떠한 제한들도 부과하지 않는 헤드램프에 간단하고 비용-효율적인 연결을 달성할 수 있게 한다.
점화 변압기
집적 가스 방전 램프(5)의 점화 변압기(80)의 구조가 이제 설명될 것이다. 도 10은 상기 점화 변압기(80)가 사각형의 평탄한 형상을 갖는, 상기 점화 변압기(80)의 제 1 실시예의 사시도를 도시한다. 그러나, 상기 점화 변압기(80)가 원형, 육각형, 팔각형 또는 다른 적합한 형상을 가질 수 있는 다른 실시예들이 또한 가능하다. 추가적인 실시예들이 이하에 더 설명될 것이다. 이 경우에 상기 형상은 상기 점화 변압기의 실질적으로 각 기둥의 외부 관점에서의 베이스 영역의 형상을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이 경우에 도시된 특히 유용한 실시예에서 상기 프리즘은 높이가 짧은데, 특히 상기 베이스 영역을 형성하는 기하학 구조의 대각선 또는 직경의 1/3 이하인 높이를 갖는다.
상기 점화 변압기(80)는 제 1 페라이트 코어 절반부(811) 및 동일한 제 2 페라이트 코어 절반부(812)로 조립되는 페라이트 코어(81)를 갖는다. 상기 점화 변압기(80)는 측면 상에 복수의 바깥쪽으로 향하는 탭들(868, 869)을 가지며, 상기 탭들은 상기 점화 변압기(80)를 제자리에 기계적으로 고정한다.
도 11은 상기 점화 변압기의 상부 부분의 사시도를 도시하며, 상기 1차 권선및 2차 페라이트 코어 절반부(812)가 보이지 않는다. 제 1 페라이트 코어 절반부(811)는 사각형 측벽(8112)으로 형성되며, 상기 측벽으로부터 공동 반원통(8110)이 중심 안쪽으로 돌출한다. 상기 사각형 측벽(8112)의 내면은 상기 코일을 마주하는 측면 상에, 바깥쪽으로부터 연장하는 연장된 리세스들(81121)을 갖는다. 이들 리세스들의 결과로서, 고전압 격리를 위해 완료 이후에 상기 점화 변압기(80)가 도입되는 함침 광택제 또는 주조 화합물은 상기 점화 변압기(80)의 모든 회전들을 균일하게 침지하기 위해 바깥쪽 내측으로부터 상기 점화 변압기(80)로 관통할 수 있다.
1차 권선(86)은 상기 2개의 페라이트 코어 절반부들(811, 812) 사이의 외부 에지상에 위치하며 금속 시트으로 형성된 스탬프 굴곡부로 이루어진다. 상기 금속 시트은 바람직하게는 구리, 청동 또는 황동과 같은 비철 중금속으로 이루어진다. 상기 금속 시트은 바람직하게는 탄성적으로 변형할 수 있으며 유연하다. 상기 1차 권선(86)은 필수적으로 2개의 페라이트 코어 절반부들(811 및 812) 사이에 바깥쪽으로 연장하는 긴 스트립이다. 제 1 변형에서, 상기 1차 권선(86)은 단지 한번의 회전을 통해 상기 점화 변압기(80)의 3개 코너들에 걸쳐 통과하는 한편 제 4 코너는 개방된다. 따라서 상기 1차 권선(86)의 금속 시트 스트립은 상기 점화 변압기의 외부 윤곽 주변에 3/4 회전에 위치하며 제 4 코너 약간 전에 끝난다. 상기 1차 권선(86)의 금속 시트 스트립은 이미 위에 언급되었으며, 상기 금속 시트 스트립의 측면 방향으로 부착되는 탭들(866, 867, 868 및 869)을 포함한다. 상기 4개의 탭들은 기계적으로 상기 점화 변압기(80)를 고정하며 이러한 목적을 위해, 상기 탭들은 예컨대, 평탄한 SMD 탭 또는 땜납 돌기로서 상기 점화 전자 시스템(910)의 프린트 회로 기판상에 땜납될 수 있다. 그러나, 상기 탭들은 또한 90°편향을 포함할 수 있으며, 상기 탭들은 도 12에서 알 수 있는 바와 같이 상기 점화 전자 시스템(910)의 프린트 회로 기판을 통과하고, 클린치되고, 회전되거나 다른 측상에 땜납된다. 상기 1차 권선(86)의 금속 시트 스트립의 2개 단부들은 상기 단부들이 제 4 코너로부터 다시 벗어나도록 대략 180°의 반경으로 바깥쪽으로 만곡된다. 도 12에서 상기 2개 단부들은 대략 90°로 바깥쪽으로 만곡되며 상기 반경들은 8620 및 8640으로 표시된다. 측면으로 돌출하는 탭들(862, 864)이 상기 금속 시트 스트립의 각 외측 단부에 부착되며 전기적 콘택트를 생성한다. 도 12는 상기 2개 탭들(862, 864)의 대안적인 실시예를 도시한다. 온도의 변동들에 의해 생성될 수 있는, 상기 1차 권선 및 프린트 회로 기판 사이의 연결의 압박들은 상기 2개의 반경들(8620 및 8640)의 180°반경에 의한 유연한 연결로 인하여 계속된다. 상기 탭들은 SMD 컴포넌트와 유사하게 상기 점화 전자 시스템(910)의 프린트 회로 기판상에 땜납된다. 상기 땜납 지점은 상기 금속 시트 스트립의 상술한 180°편향으로 인해 설명된 기계적 압박들에 의해 부하되지 않으며 상기 땜납 지점 깨짐의 위험 및 피로해지는 것이 매우 크게 감소된다. 상기 탭들(862, 864)의 대안적인 실시예는 조립된 상태에서 기계적 압박들을 더 감소시키는 탭 자체의 추가적인 270°반경을 갖는다.
콘택트 바디(85)는 상기 페라이트 코어의 공동 원통형 내부의 중심에 도입되며 상기 가스 방전 램프 버너(50)와 상기 2차 권선(87)의 내부단 사이의 전기적 콘택트를 생성한다(미도시). 상기 콘택트 바디(85)는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 베이스에 가까운, 상기 파워 서플라이(56)에 연결되는 만곡된 금속 시트부로 이루어진다. 상기 콘택트 바디(85)는 상기 고압 방전 램프 전극을 접촉하기 위해 상기 버너로부터 떨어진 단부에 2개의 지붕 면들을 갖는다. 상기 콘택트 바디(85)는 상기 버너로부터 떨어진 단부의 2개의 대향 측들상에 2개의 지붕 면들(851 및 852)을 가지며, 그 지붕 면들은 박공 지붕의 방식으로 서로에 대해 경사져 있으며 상기 고압 가스 방전 램프 버너(50)의 파워 서플라이 배선(56)이 중앙에 클램핑되도록 상기 2개의 지붕면들이 접촉하는 단부들에서 형상화된다. 이를 위해, 상기 2개의 지붕면들(851 및 852)은 상기 2개의 지붕면들(851, 852)이 접촉하는 단부들에서의 V-형상 윤곽을 구비한다. 그러나, 상기 윤곽은 또한 원형이거나 다른 적합한 방식으로 형성될 수 있다. 조립을 위해 상기 파워 서플라이 배선(56)은 상기 콘택트 바디(85)를 통과하고, 미리 결정된 초과량 이상의 길이로 컷팅하며, 바람직하게는 레이저에 의해 상기 콘택트 바디에 용접된다.
도 12는 상기 점화 변압기의 하위 부분의 사시도를 도시한다. 상기 도면은 그 중에서도, 상기 제 1 페라이트 코어 절반부(811)에 동일하게 형상화되는 제 2 페라이트 코어 절반부(812)를 도시한다. 또한, 이것은 공동 반원통(8120)이 중심 안쪽으로 돌출하는 사각형 측벽(8122)으로 형성된다. 상기 사각형 측벽(8122)의 내면은 뒤집어서 연장하는 연장된 리세스들(81221)을 포함한다. 상기 도면에서 상기 버너에 가까운 상기 콘택트 바디(85)의 측면은 그 육각형 개방 형태 및 파워 서플라이 배선(56)이 통과하는 것으로 보인다. 상기 2개 절반부들이 조립될 때, 공동 원통은 상기 콘택트 바디가 도입되는 안쪽에 형성된다. 조립 후에 상기 페라이트 코어(81)는 상기 외부 윤곽이 원형이 아니며 대신에 원형 코너들을 갖는 사각형인 경우를 제외하고는 오디오 테이프 또는 필름 릴 형태를 갖는다.
제 1 코너에서 상기 점화 변압기는 제 1 요크 페라이트(814)를 갖는다. 상기 제 2 및 제 3 코너들은 또한 제 2 요크 페라이트(815) 및 제 3 요크 페라이트(816)를 구비한다. 상기 제 3 요크 페라이트들은 상기 1차 권선(86)에 의해 유지된다. 이러한 목적을 위해, 상기 1차 권선(86)의 금속 시트 스트립은 상기 3개 코너들에서 원통형의, 안쪽으로 향하는 원형 부분들(861, 863 및 865)을 가지며, 상기 원형 부분들에서 상기 요크 페라이트들(814-816)이 클램핑된다. 탄성 있는, 탄성적으로 변형가능한 재료로 인해, 상기 3개의 요크 페라이트들(814-816)은 상기 생성 프로세스 동안 제자리에 단단하게 고정된다. 상기 요크 페라이트들은 상기 점화 변압기(80)의 마그네틱 요크를 구성하며, 이를 통해 전기력선의 자기선들이 상기 자석 물질에 유지되며 따라서 상기 점화 변압기 밖에 어떠한 간섭도 야기할 수 없다. 이는 또한 상기 점화 변압기의 효율, 및 특히 달성될 수 있는 점화 전압의 레벨을 상당히 증가시킨다.
도 13은 상기 점화 변압기(80)의 제 2 페라이트 코어 절반부(812)에 놓임에 따라, 가시적인 2차 권선(87)을 갖는 점화 변압기(80)의 하위 부분의 사시도를 도시한다. 상기 2차 권선(87)은 상기 필름-릴-형 페라이트 코어 상에 미리 결정된 수의 회전들을 갖는 필름에 유사하게 감기는 절연 금속 스트립으로 이루어지며, 여기서 고전압-전달 단부는 내부에 놓이고, 상기 필름-릴-형 페라이트 코어의 중심 코어를 통해 유도되며 전기적으로 도전성 방식으로 상기 콘택트 바디(85)에 연결된다. 상기 절연체는 모든 측면들 상에 상기 금속 스트립에 부착될 수 있지만, 또한 상기 금속 스트립과 함께 감기는 절연 필름으로 이루어질 수 있다. 상기 절연 필름은 바람직하게는 충분한 절연 거리를 보장하기 위해 상기 금속 스트립보다 더 넓다. 상기 금속 필름은 상기 절연 필름의 중간에 놓이도록 상기 절연 필름으로 감긴다. 따라서, 함침 광택제 또는 캐스팅 화합물로의 침지 또는 캐스팅 후에 충전되는 상기 권선 바디에 나선형 갭이 생성되며 그에 의해 상기 2차 권선(87)의 탁월한 절연을 제공한다.
상기 2차 권선(87)은 그 내부 고전압-전달 단부(871)에서 상기 콘택트 바디(85)에 연결된다. 상기 2차 권선(87)의 외부 저전압-전달 단부(872)는 상기 1차 권선(86)에 연결된다. 상기 연결들은 땜납, 용접 또는 다른 적합한 타입의 연결에 의해 생성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 연결들은 레이저-용접된다. 이를 위해, 바람직하게는 2개의 용접 지점들이 단부 마다 적용되며 상기 2개 부분들을 단단하고 전기적으로 도전성 방식으로 서로 연결한다. 상기 2차 권선(87)의 내부 단(871)은 상기 페라이트 코어(81)의 2개의 공동 원통 절반부들(8110, 8120)을 통과하며 이들에 의해 핀칭된다. 상기 2차 권선(87)의 외부 단(872)은 따라서 상기 2차 권선(87)의 권선 방향이 상기 1차 권선(86)의 권선 방향에 대해 향하도록 상기 1차 권선(86)의 단부에 연결된다. 그러나, 요건들에 따라, 상기 2차 권선(87)의 외부 단부는 또한 상기 1차 및 2차 권선들의 권선 방향이 동일하도록 상기 1차 권선(87)의 다른 단부에 연결될 수 있다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)에 수용되는 상기 점화 변압기(80)의 직경 및 높이는 이하에서 그 기하학 구조에 크게 관련 없이 더 간단한 설명을 제공하도록 상기 페라이트 코어의 치수들에 기초하여 정의될 것이다. 상기 점화 변압기의 높이는 측벽의 두께 및 권선 폭의 2배의 합계에 대략 대응하는, 각 경우에 상기 권선으로부터 떨어진 2개의 측벽들의 2개의 외부 면들 사이의 거리를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서 상기 점화 변압기(80)의 직경은 상기 측벽들의 형상에 관계없이 상기 2개 측벽들 중 하나 내의 최장 갭을 의미하며, 상기 갭은 임의의 평면 내에 놓여있으며 상기 개별적인 측벽의 외부 면에 평행하게 연장하는 것으로 이해되어야 한다.
특히 유용한 실시예에서, 상기 점화 변압기의 페라이트 코어는 8 mm의 높이 및 26 mm의 직경을 갖는다. 상기 측벽들은 26 mm의 직경 및 2 mm의 두께를 가지며, 상기 중심 코어는 11.5 mm의 직경 및 6 mm의 높이를 갖는다. 상기 2차 권선은 4 mm 폭 및 35 ㎛ 두께의 구리층이 가로방향으로 중심에 부착되는 5.5 mm 폭 및 55 ㎛ 두께의 캡톤 필름의 42 회전들로 이루어진다. 특히 더 유용한 실시예에서, 상기 2차 권선은 다른 하나의 상부에 하나를 도포한 2개의 개별 필름들로 감기며, 75 ㎛ 두께의 구리 필름 및 50 ㎛ 두께의 캡톤 필름이 사용된다. 양쪽 실시예들에서 상기 2차 권선은 전기적으로 도전성 방식으로 1 회전을 포함하는 1차 권선에 연결되며, 상기 1차 권선은 800 V 불꽃 갭을 포함하는 펄스 발생 유닛에 의해 구동된다.
도 14는 상기 점화 변압기(80)의 제 2 실시예의 분해도를 도시한다. 상기 제 2 실시예는 상기 점화 변압기(80)의 제 1 실시예와 유사하기 때문에, 상기 제 1 실시예와의 약간의 차이들만이 이하에 설명될 것이다. 상기 제 2 실시예에서, 상기 점화 변압기(80)는 필름 릴의 경우와 같이 원형 형상을 갖는다. 상기 원형 형상 때문에 요크 페라이트들(814-816)이 생략되며 상기 1차 권선(86)이 더 간단한 형상을 갖는다. 상기 변압기의 기계적 고정을 위해 측방향으로 돌출하는 탭들은 과도한 기계적 압박들에 대해 상기 땜납 지점들을 보호하기 위해 270°의 편향을 갖는 SMD 탭들로서 설계된다. 전기적 콘택트를 위한 상기 2개 탭들(862, 864)은 동일한 방식으로 설계되고 상기 점화 변압기(80)의 주변에 걸쳐 방사상으로 배치된다. 상기 제 2 실시예의 페라이트 코어(82)는 3개 부분들로 설계된다: 원형 플레이트들(822)에 의해 어느 한쪽 단에서 종료되는 공동 원통 중심 코어(821)를 포함한다. 상기 원형 플레이트들(822)은 상기 공동 원통(821) 상의 중심에 놓여있으며, 따라서 상술한 형상의 필름 릴을 생성한다. 상기 공통 원통은 상기 공통 원통의 내부에 상기 2차 권선(87)의 내부 단을 통과하기 위해 슬릿(823)(도면에 미도시)을 포함한다.
도 15는 상기 점화 변압기(80)의 제 2 실시예의 단면도를 도시한다. 이 경우에 상기 페라이트 코어(81)의 구조가 잘 이해될 수 있다. 상기 도면에서 상기 슬릿(823)은 또한, 상기 2차 권선(87)의 내부 단이 통과되는 것을 통해 보여질 수 있다.
도 16은 2-회전 1차 권선을 갖는 점화 변압기의 분해도의 제 3의 원형 실시예를 도시한다. 상기 제 3 실시예가 상기 점화 변압기(80)의 제 2 실시예와 매우 유사하기 때문에, 상기 제 2 실시예와의 약간의 차이들만이 이하에 설명될 것이다. 제 3 실시예에서 상기 점화 변압기(80)는 2회전을 갖는 1차 권선을 포함한다. 상기 1차 권선(86)의 금속 스트립은 상기 점화 변압기 주변에서 겨우 2번 통과한다. 상기 점화 변압기(80)를 전기적으로 접촉하기 위한 탭들은 다시 상기 2개 단부들에 부착되며 SMD 변형으로서 설계된다. 상기 점화 변압기(80)의 기계적 고정을 위한 탭들은 본 실시예에서 빠지며 상기 점화 변압기(80)는 다른 방식으로 기계적으로 고정된다. 예컨대, 이는 도 3에 표시된 바와 같이, 상기 점화 변압기(80)를 클램핑함으로써 달성될 수 있다. 상기 점화 변압기(80)는 이 경우에 상기 베이스(70)와 베이스 플레이트(74) 사이에 클램핑된다. 상기 베이스 플레이트(74)는 따라서 베이스 플레이트 돔(741)―설치 상태에서 상기 점화 변압기(80)를 클램핑하는 베이스 플레이트 상의 고도―을 포함한다. 상기 설계의 장점은 상기 점화 변압기(80)의 효율적인 냉각이다. 상기 변압기는 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 가스 방전 램프 버너(50)에 매우 가까이 위치하기 때문에 동작 동안 매우 뜨거워질 수 있다. 가스 방전 램프 버너(50)에 의해 상기 점화 변압기(80)로 도입되는 열의 일부는 상기 효율적인 열 전도 베이스 플레이트(74)로 인하여 다시 제거될 수 있으며, 상기 점화 변압기(80)는 효율적으로 냉각될 수 있다.
도 17은 2회전 1차 권선을 갖는 점화 변압기(80)의 제 3의 원형 실시예의 단면도를 도시한다. 상기 단면도는 다시 상기 페라이트 코어(82)의 코어 구조를 매우 명확하게 도시한다. 상기 제 2 실시예에서와 같이 상기 페라이트 코어(82)는 3개 부분들로 형성된다: 중심 코어(824) 및 2개 플레이트들(825, 826). 상기 중심 코어(824)는 또한 공통 원통이며 일 단에서 상기 제 1 플레이트(825)에서의 원형 차단부에 맞물리며 상기 플레이트를 상기 중심 코어(824)에 고정하는 숄더(827)를 포함한다. 제 2 플레이트(826)는 또한 그 내부 반경이 상기 중심 코어(824)의 외부 반경에 대응하는 원형 차단부를 포함한다. 상기 플레이트는 상기 중심 코어 상에 삽입되며 그에 의해 일단 상기 2차 및 1차 권선들이 조립되면 고정된다. 상기 플레이트는 상기 점화 변압기(80)에서 가능한 가장 효율적인 자속을 달성하기 위해 상기 2차 권선 상에 놓이게 될 때까지 삽입된다.
비대칭 점화 펄스
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 점화 디바이스의 동작이 이하에서 설명될 것이다.
도 18a는 종래 기술에 따른 비대칭 펄스 점화 디바이스의 개략적 회로도를 도시한다. 비대칭 점화 디바이스의 경우에, 상기 점화 변압기(TIP)는 이 경우에 등가 회로도로서 도시되는 가스 방전 램프 버너(50)의 공급 라인들 중 하나에 연결된다. 이는 상기 가스 방전 램프 버너의 다른 공급 라인에 일반적으로 연결되는 그라운드 기준 전위로부터 단지 한 '방향'으로 전압을 생성하는 점화 펄스를 발생시킨다; 따라서, 상기 그라운드 기준 전위에 대해 양극인 전압 펄스 또는 상기 그라운드 기준 전위에 대해 음극인 전압 펄스가 생성된다. 비대칭 펄스 점화 디바이스의 동작은 널리 공지되어 있으며 본 명세서에 더 상세히 설명되지 않을 것이다. 상기 점화 전압이 단지 상기 2개의 가스 방전 램프 버너 전극들 중 하나에만 인가되기 때문에, 상기 비대칭 전압은 일 단부에서 베이스를 갖는 램프들을 위해 아주 적합하다. 상기 목적을 위해, 상기 베이스에 가까운 전극이 일상적으로 선택되는데, 그 이유는 상기 전극은 접촉될 수 없으며 잘못된 사용 동안 개인들에게 어떠한 전위 위험도 취하지 않기 때문이다. 인간들에게 위험할 수 있는 전압은 통상적으로 개방 유도된 리턴 도전체에 인가되지 않으며, 따라서 비대칭 점화 디바이스로 동작되는 램프는 특정한 안전성 레벨을 보장한다. 그러나, 상기 비대칭 점화 디바이스는 전체 점화 전압을 가스 방전 램프 전극에 인가하는 결함을 갖는다. 따라서, 코로나 방전들 및 고전압에 의해 야기된 다른 영향들을 통한 손실들이 증가한다. 이것은 생성된 상기 점화 전압의 일부만이 상기 가스 방전 램프 버너(50)에 실제로 인가되는 것을 의미한다. 더 높은 점화 전압은 따라서 필요한 이상으로 생성되어야 하며, 이는 높은 비용을 수반한다.
도 18b는 종래 기술에 따른 대칭 펄스 점화 디바이스의 개략적 회로도를 도시한다. 상기 대칭 펄스 점화 디바이스는 상기 1차 권선과 함께 자기적으로 커플링되는 2개의 2차 권선들을 갖는 점화 변압기(TIP)를 포함한다. 상기 2개의 2차 권선들은 상기 양쪽 2차 권선들의 생성 전압이 상기 램프에 함께 추가되도록 배향된다. 상기 전압은 2개의 가스 방전 램프 전극들에 걸쳐 대략 절반으로 분할된다.
이미 언급된 바와 같이, 코로나 방전들 및 다른 기생 영향들을 통한 손실들이 감소된다. 대칭 펄스 점화의 경우에 일반적으로 더 큰 점화 전압을 필요로 하는 이유들은 상기 기생 용량들의 더 근접한 관찰시에만 명백해진다. 이러한 목적을 위해, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 등가 램프 회로도가 도 18b에서 관찰된다. 상기 기생 램프 용량(CLa)의 최대 부분이 상기 램프 자체에 의해 야기되는 것이 아닌 경우, 큰 부분은 상기 램프와 상기 점화 유닛 사이의 연결에 의해, 예컨대, 상기 램프 라인들에 의해 야기된다. 그러나, 이들은 도전체 간의 기생 용량들만을 가질 뿐 아니라, 도전체와 주변 환경 사이의 기생 용량들도 갖는다. 집중된 에너지 저장들의 설명으로부터 계속하여, 상기 2개의 도전체들과 상기 2개의 가스 방전 램프 전극들 사이의 기생 용량들이 도 18b에 도시된 바와 같이 CLa ,2를 제공하도록 결합될 수 있다. 상기 도전체와 외부 환경 사이의 각 경우에 존재하는 기생 용량들은 CLa ,1 및 CLa,2로 모델링된다. 예컨대 상기 하우징의 주변 환경의 전위는 저전압 네트워크의 의미 내에서 PE 또는 PEN에 대응할 필요가 없을지라도, 이하에서는 공간적으로 일정한 것으로 고려될 것이며 그라운딩 심볼로 도시된다. 더욱이, 대치적 구조 및 CLa,1 = CLa ,3이 가정된다. 상기 기생 램프 용량은 CLa ,2 + 1/2CLa ,1을 제공하도록 확장된 등가 회로도에 따라 제공된다.
상기 변환기 및 상기 점화 유닛이 또한 상기 주변 환경에 대한 기생 용량들을 나타내는 것을 고려할 경우에 상기 비대칭 펄스 점화 및 대칭 펄스 점화 사이의 차이는 상당하다. 이들은 때때로 의도적으로 증가하며(예컨대, 라인 필터들) 상기 주변 환경에 대해 상기 램프의 상기 관찰된 기생 용량들보다 일반적으로 실질적으로 더 크며, 따라서 상기 점화의 관찰을 간략화하기 위해 상기 주변 환경 전위에서의 전자 시스템이 가정된다. 상기 전압 UW가 무시되는 경우, 비대칭 점화의 경우에 CLa ,1 및 CLa,2가 상기 점화 전압으로 충전되는 한편, 대칭 점화의 경우에, CLa ,2는 상기 점화 전압 상에 충전될 것이며 CLa ,1, CLa ,3은 각 경우에 상기 절반 점화 전압으로 충전될 것이다. 대칭 구조, 즉 CLa ,1 = CLa ,3을 제외하고, 비대칭 변형보다는 대칭 펄스 점화를 갖는 기생 용량들의 충전을 위해 에너지가 덜 요구된다. 극단적인 경우 CLa ,1 = CLa,3 >> CLa , 2 에서, 도 18a에 따른 점화 유닛은 도 18b에 따른 점화 유닛에 비해 사실상 2배를 제공해야 한다.
상기 대칭 점화의 추가적인 장점은 상기 우세한 전압들 UIsol ,1 및 UIsol ,2가 비대칭 점화의 경우의 전압 UIsol에 비해 단지 절반값이기 때문에, 상기 주변 환경에 비해 요구되는 절연 강도가 더 낮다는데 있다. 동시에 이것은 대칭 펄스 점화의 결함 및 그것이 종종 사용될 수 없는 이유를 나타낸다: 대칭 점화의 경우에, 많은 램프 및 베이스 구조들에서 상기 2개 램프 단자들 중 하나, 통상적으로 '램프 리턴 도전체'로 지칭되는 상기 램프로부터 떨어진 단자가 접촉될 수 있기 때문에, 양측 램프 단자들은 안전성 이유들로 종종 채택될 수 없는 고전압을 전달한다.
이는 상기 대칭 점화 방법이 기계적 구조의 관점에서 이미 대칭적으로 설계되는, 한쪽 단에 베이스를 갖는 가스 방전 램프들을 위해 최적화된다는 것을 보여준다. 일 단에 베이스를 갖는 가스 방전 램프의 경우에, 이전에 언급된 바와 같이, 상기 베이스로부터 떨어지며 상기 사용자에 의해 도달될 수 있는 점화 전압의 문제점이 발생한다. 추가적인 문제점은 상기 반사기의 전위에 관하여 상기 베이스로부터 떨어진 가스 방전 램프 전극에 인가된 전압이다. 상기 가스 방전 램프가 통합되는 반사기는 통상적으로 그라운딩된다. 따라서, 상기 베이스로부터 떨어진 전극의 리턴 도전체와 반사기 사이에 고전압이 인가된다. 이는 실패들을 발생시킬 수 있는, 반사기상의 아크를 유도할 수 있다.
더욱이, 주목해야 할 사항은 절연되는 전압을 갖는 비선형 방식에서 절연 경비가 증가한다는 것이다. 절연 재료들에서의 비선형 영향들의 결과로서, 2개의 도전체들 사이의 거리는 전형적으로 아크/블로-아웃이 없게 하기 위해 상기 전압의 2배로 2배 이상이 되어야 한다.
상술한 바에 더하여, 상기 주변 환경 및 관련 절연 재료들의 순수하게 용량성 행동인, 예컨대 코로나 방전들, 부분 방전들 등에 의한 상기 절연 재료들에서의 능동 전력 변환은 상기 절연 재료들 및 그 인터페이스들에서 우세한 특정 전압 및 필드 강도들로부터 더 이상 무시될 수 없다. 상기 등가 회로도에서, 추가적인 비선형 레지스터들은 상기 캐패시터들에 병렬로 추가될 것이다. 상기 양상으로부터, 또한 대칭 펄스 점화는 비대칭 펄스 점화보다 바람직하다.
결론적으로, 상기 절연 재료의 특정 전압 부하로부터, 상기 재료는 상당히 빠르게 변화하며 따라서 약간의 전압 감소만으로 상당히 증가된 수명이 제공될 수 있음을 알게 된다.
상기 2가지 점화 방법들 중 장점들을 결합하는 우수한 절충안은 도 19의 개략적 표현에서 알 수 있는 바와 같은 비대칭 펄스 점화이다. 이것은 대칭적 점화와 유사한 구조를 갖지만, 2개의 2차 권선들은 서로 다른 수의 회전들을 갖는다. 상기 대칭 점화 방법의 결함은 주로 상기 점화 프로세스 동안의 상기 리턴 도전체의 우연한 접촉 및 상기 사용자에 의한 고전압 전달 금속부의 접촉이 제외될 수 없다는 것이다. 도 5에 따른 상술한 헤드램프 인터페이스를 포함하는 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 경우에, 일단 헤드램프가 삽입될 때만 상기 전자 제품에 전압이 공급되기 때문에 이것은 배제될 수 있다. 따라서, 살아있는 경우에, 상기 헤드램프가 온전할 때 상기 베이스로부터 떨어진 전극의 리턴 도전체를 접촉하는 것은 불가능하다. 이미 언급된 바와 같이, 아크가 통상적으로 그라운딩된 반사기 위에 있을 것으로 생각되기 때문에, 이 경우에 대칭적 점화가 가능하지 않다. 따라서 예컨대, 상기 베이스에 가까운 전압 위에 상기 점화 전압의 3/4을 제공하고, 예컨대 상기 베이스로부터 떨어진 전극 위에 상기 점화 전압의 1/4을 제공하는 비대칭 점화가 제안된다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 전극들 사이의 정확한 전압 비 즉, 상기 베이스에 가까운 제 1 램프 전극의 전압 및 상기 베이스로부터 떨어진 제 2 램프 전극의 전압은 많은 팩터들, 램프 크기 및 베이스 구조에 의존한다. 상기 베이스에 가까운 제 1 램프 저극 및 상기 베이스로부터 떨어진 제 2 램프 전극 사이의 전압 비는 22:1 내지 5:4의 범위에 있을 수 있다. 2..8 kV의 전압들은 바람직하게는 상기 점화 변압기(TIP)의 상기 리턴 도전체 2차 권선(IPSR)에 걸쳐 생성되며, 23..17 kV의 전압들은 바람직하게는 상기 점화 변압기(TIP)의 상기 전달 도전체 2차 권선(IPSH)에 걸쳐 생성된다. 1과 같지 않은 상기 2개의 2차 권선들 사이의 바람직한 전송 비들이 생성되며, 즉 nIPSR:nIPSH = 2:23 ... 8:17이다. 이는 또한 상기 등식 nIPSR = 0.04...0.8*nIPSH로 표현될 수 있다. 따라서, 상기 구조는 대칭적 점화기와 유사하지만, 상기 2차 권선들이 균일하게 분배되지 않는다.
상기 점화 변압기(TIP)의 1차 회전들(np)의 수는 바람직하게는 1에서 4 사이에 있는 한편, 양측 2차 권선들(IPSH 및 IPSR)의 회전 수의 합계는 바람직하게는 40 내지 380 사이에 있다.
도 19에서의 펄스 점화 유닛(Z)은 종래 기술에서 더 공지되어 있으며 본 명세서에서 더 상세하게 설명되지 않을 것이다. 상기 유닛은 스위치 엘리먼트를 통해 상기 점화 변압기의 1차 권선에 연결되는 적어도 하나의 캐패시터로 이루어진다. 바람직하게는 350 V 내지 1300 V 사이의 공칭 트립 전압을 갖는 스위치 엘리먼트가 사용된다. 이것은 대응하는 제어 회로를 갖는 스위칭 스파크 갭 또는 사이리스터(thyristor)일 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 상기 점화 변압기(TIP)는 400 V 스파크 갭, 즉 400 V의 공칭 트립 전압을 갖는 스파크 갭에 기초하여 점화 유닛(Z)에 의해 동작되는 1:50:150 회전들의 전송 비 nIPP:nIPSR:nIPSH를 갖는다. 상기 점화 변압기(TIP)는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 베이스로부터 떨어진 전극에 그라운드하도록 +5 kV의 피크 전압을 공급하며, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 상기 베이스에 가까운 전극에 그라운딩하도록 -15 kV의 피크 전압을 공급한다.
추가적인 제 2 실시예에서, 상기 점화 변압기는 3:50:100 회전들의 전송 비로 설계되며 800 V 스파크 갭에 기초하여 점화 유닛(Z)으로 동작된다. 이는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 상기 베이스로부터 떨어진 전극에 그라운드하도록 -8 kV의 피크 전압 및 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 상기 베이스에 가까운 전극에 그라운드하도록 +16 kV의 피크 전압을 공급한다.
도 20은 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 확장 회로의 개략적 회로도를 도시한다. 이 경우에 하나 또는 2개의 비포화 초크 코일들(LNS1 및 LNS2)은 고전압 피크들을 갖는 간섭하는 임펄스들('결함들')을 방지하기 위해 2차 권선의 고전압-전달 단과 상기 개별적인 버너 연결 사이에 각각 연결된다. 0.5 uH 내지 25 uH, 바람직하게는 1 uH 내지 8 uH의 인덕턴스 값들이 사용된다. 더욱이, 고전압 고정 캐패시터(CB)('버너 캐패시터')는 상기 가스 방전 램프 버너에 병렬로 및 상기 가스 방전 램프 버너와 상기 비포화 초크 코일들 사이에 직접 연결될 수 있다. 상기 캐패시터는 너무 과도하게 상기 점화 펄스를 침지하지 않도록 통상적으로 22 pF 이하의 용량을 갖는다. 바람직하게는 3 pF 내지 15 pF 사이의 용량을 갖는다. 상기 캐패시터는 구조의 관점에서, 상기 사출-성형 램프 파워 서플라이들의 대응하는 배열 및 구성에 의해, 예컨대 플레이트들의 형태로 형성될 수 있다. 상기 캐패시터는 2가지 긍정적인 영향들을 갖는다: 한편으로 상기 램프에 의해 생성되는 고주파수 간섭은 그것이 생성되는 장소에서 직접 단락되기 때문에 상기 램프의 EMC 행동에 유리하며, 다른 한편으로 특히 상기 동작 회로(20)에 의한 연계를 용이하게 하는 상기 버너의 더 낮은 저항 돌파구를 보장한다.
바람직하게는 68 pF 내지 22 nF 사이에 있는 용량 값을 갖는 요크 캐패시터(CRS)에 의해, 상기 점화 변압기(TIP)에 의해 생성된 매우 빠른 펄스에 대해 상기 EB에 대한 상기 펄스 점화기의 종료가 달성되며, 상기 종료는 매우 낮은 임피던스를 갖는다. 생성된 상기 고전압 점화 펄스들은 완전하게 상기 버너와 접촉하는 매우 수용가능한 정도로 추정된다. 상기 리턴 캐패시터(CRS)는 리턴 도전체 초크 코일(LR)과 함께 저대역 통과 필터를 형성한다. 이것은 전자기 간섭을 해소하며 수용 불가능한 고전압들에 대해 상기 EB 출력을 보호한다. 상기 확장 회로는 또한 전자기 간섭을 해소하는 전류-보상 초크 코일(LSK)을 갖는다. 또한 클램핑 다이오드로 알려진 억제기 다이오드(DTr)는 상기 동작 회로(20)에서의 점화 프로세스로 인하여 생성된 전압을 제한하며 따라서 상기 동작 회로(20)의 출력을 보호한다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 가스 방전 램프 버너(50)는 금속 클램프(52) 및 4개의 유지 플레이트들(53)(예컨대, 도 1을 참조)에 의해 상기 베이스(70)에 고정된다. 이미 도 20에 도시된 바와 같이, 예컨대, 자동차들을 위한 집적 가스 방전 램프가 상기 자동차 바디의 그라운드에 연결되는 경우에, 상기 금속 클램프(52)가 이제 그라운딩된다. 상기 금속 클램프의 그라운딩으로 인하여, 양쪽 부분들이 상기 점화 프로세스 동안에도 동일한 전위에 있기 때문에, 상기 금속 클램프로부터 상기 헤드램프로의 아크가 신뢰성 있게 방지된다. 더욱이, 상기 가스 방전 램프 버너관이 상기 금속 클램프의 그라운딩에 의해 확립된다. 그와 같은 점화 보조 코팅들은 종종 상기 높은 점화 전압들을 감소시키기 위해 고압 방전 램프 버너들의 경우에 도포된다. 상기 정책은 상기 가스 방전 램프 버너관 상에 존재하는 점화 보조 코딩의 점화-전압-감소 특성을 증가시킨다. 상기 가스 방전 램프 버너상의 금속 클램프의 용량성 영향(임의 선택적으로 그 점화 보조 코팅을 포함)이 증가하는 경우가 특히 유용하다. 이를 행하기 위해, 추가적인 전기적 도전성 부분들이 상기 금속 클램프에 갈바니 전기에 의해 또는 용량성으로 결합된다. 이에 의해, 복수의 "서로 결합된 개별 전극들"로 이루어지며 일 측 상에 그라운딩되는 일 타입의 "제 3 전극"이 발생한다. 예컨대, 상기 제 3 전극은 도 21에 표시되는 바와 같이, 상기 금속 클램프에 더하여 외측 전구 상에 금속 코팅(54)을 포함할 수 있다. 상기 코팅은 이 경우에 상기 외측 전구의 외부면 및/또는 내부면에 도포될 수 있다. 상기 코팅은 전기적으로 도전성의, 예컨대 금속 재료로 이루어지며, 바람직하게는 상기 리턴 도전체에 평행한 스트립에 도포된다. 이로 인해, 상기 금속 코팅(54)은 도시되지 않으며, 추가로 상기 버너관 상의 점화 보조 코팅에 대한 최소 거리 및 최대 커플링 용량이 존재한다. 상기 외측 전구 상의 코팅은 상기 금속 클램프에 용량적으로 또는 갈바니 전기에 의해 커플링될 수 있다. 갈바니 커플링을 위해, 추가적인 경비 없이 종래 기술에 따라 확립된 조립 방법에 의해 달성될 수 있는, 금속 클램프에 상기 버너의 고정에 의해 상기 금속 클램프와 상기 외부 코팅이 전기적으로 접촉하는 경우가 특히 유용하다. 상기 코팅은 바람직하게는 상기 외측 전구 환경의 1% 내지 20%에 걸쳐 확장한다.
가스 방전 램프의 점화 전압 상의 그라운드 금속 클램프의 긍정적인 효과는 다음의 물리적 관계로부터 발생한다: 그라운드 금속 클램프 및 비대칭 펄스 전압으로 상기 금속 클램프와 양쪽 가스 방전 램프 전극들 사이에 고전압이 인가되며, 상기 외부 전구의 유전체 장벽 방전이 양쪽 가스 방전 램프 전극들의 근처에서 촉진된다. 상기 외부 전구의 유전체 장벽 방전은 상기 버너관에서의 아크를 촉진시킨다. 이것은 상기 유전체 장벽 방전으로 생성되고 상기 버너관에 의해 거의 흡수되지 않는 상기 UV 광에 의해 촉진되며, 상기 전극들 및 방전 챔버에서의 자유 전하 캐리어들의 생성을 촉진하며 따라서 상기 점화 전압을 감소시킨다.
상기 금속 클램프 및 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 반사기에 대한 기준 평면은 플라스틱 재료로 코팅되며 상기 베이스(70)로의 양호한 기계적 연결을 보장하는 대응하는 앵커(anchor)들을 갖는 금속 부분으로 이루어질 수 있다. 상기 금속 클램프는 그 후에 상기 램프를 상기 반사기 또는 헤드램프에 각각 삽입함으로써 자동으로 그라운딩된다. 이것은 집적 가스 방전 램프(5)의 증가한 중량으로 인하여 유용한 기계적 마모에 대해 더 견고한 기준 평면을 형성한다. 종래 기술에 따른 구성은 기준 평면으로서 플라스틱 재료 사출-성형 부분만을 제공한다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 바람직한 실시예에서, 상기 베이스는 2개 부분들로 이루어진다. 제 1 부분은 이미 정렬되었으며 상기 금속 클램프(52) 및 상기 유지 플레이트들(53)에 의해 플라스틱 재료로 이루어진 베이스에 임베디드되는 가스 방전 램프 버너(50)를 포함하고, 상기 베이스는 상술한 바와 같이 금속-보강 기준 평면을 포함한다. 상기 제 1 부분은 상기 점화 및 동작 전자 시스템을 포함하는 제 2 부분에 연결된다. 상기 램프 및 전력 공급들을 위한 연결들이 용접이나 땜납에 의해, 또는 플러그 콘택트 또는 절연 이동 콘택트와 같은 기계적 연결에 의해 제공될 수 있다.
도 21은 이하에 설명되는 가스 방전 램프 버너(50)를 도시한다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 바람직하게는 무수은 가스 방전 램프 버너이지만, 수은-함유 가스 방전 램프 버너가 또한 사용될 수 있다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 전극들(504) 및 가스 방전을 생성하기 위한 이온화 충전이 동봉되는 기밀의, 밀폐된 방전관(502)을 수용하며, 여기서 상기 이온화 충전은 밀봉되며, 여기서 이온화 충전은 바람직하게는 크세논 및 금속들 소듐, 스칸듐, 아연 및 인듐의 할로겐화물을 포함하는 무수은 충전으로서 설계되며, 아연 및 인듐의 할로겐화물의 중량비는 20 내지 100의 범위에 있으며, 바람직하게는 50이며, 상기 크세논 가스의 냉각 충전 압력은 1.3 메가파스칼 내지 1.8 메가파스칼의 범위에 있다. 결과적으로, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 동작 기간에 걸친 광속의 감소 및 그 동작 시간에 걸친 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 버너 전압의 증가는 감소할 수 있음을 알게 된다. 이것은 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 종래 기술에 따른 가스 방전 램프 버너에 비해 개선된 광속 유지를 가지며 상기 동작 기간에 걸친 감소된 버너 전압 증가로 인해 더 긴 수명을 입증하는 것을 의미한다. 추가로, 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 그 동작 기간에 걸쳐 그에 의해 방출되는 광의 색도 좌표의 약간의 시프트만을 나타낸다. 특히, 상기 색도 좌표는 ECE 규칙 99에 따라 허용된 한계들 내에서만 이동한다. 상기 크세논의 비교적 높은 냉각 충전 압력뿐 아니라 상기 아연의 할로겐화물들의 비교적 높은 중량 비율은 실질적으로 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 상기 버너 전압의 설정에, 즉 상기 점화 위상의 완료 후에, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 상기 방전 갭에 걸친 준안정(quasi-stationary) 동작 상태에서 설정되는 전압에 기여한다. 상기 인듐의 할로겐화물들은 상기 가스 방전 램프 버너에 의해 방출된 광의 색도 좌표의 설정에 기여하지만, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 상기 버너 전압의 설정에 상당히 기여하지 않는 작은 중량 비율만큼만 존재한다. 인듐의 할로겐화물들뿐 아니라 소듐 및 스칸듐의 할로겐화물들은 주로 상기 가스 방전 램프 버너(50)에서의 광 방출을 위해 사용된다.
유용하게, 아연의 할로겐화물들의 중량 비율은 방전관 체적의 1 mm3 당 0.88 마이크로그램 내지 2.67 마이크로그램의 범위에 있으며, 상기 인듐의 할로겐화물들의 중량 비율은 방전관 체적의 1 mm3 당 0.026 마이크로그램 내지 0.089 마이크로그램의 범위에 있다. 요오드화물들, 브롬화물들 또는 염화물들은 할로겐화물들로서 사용될 수 있다.
상기 가스 방전 램프 버너(50)의 수명 동안, 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 대략 4000 켈빈의 색 온도를 갖는 백색 광을 생성하며, 상기 색도 좌표가 바람직하게는 소폭 제한 내에서 백색 광의 범위에 남아있도록 보장하기 위해, 소듐의 할로겐화물들의 중량 비율은 유용하게는 방전관 체적의 1 mm3 당 6.6 마이크로그램 내지 13.3 마이크로그램의 범위에 있으며, 스칸듐의 할로겐화물들의 중량 비율은 상기 방전관 체적의 1 mm3 당 4.4 마이크로그램 내지 11.1 마이크로그램의 범위에 있다. 더 낮은 중량 비율로 상기 소듐(상기 방전관의 관 벽을 통한 확산에 의해 야기됨) 및 스칸듐(상기 방전관의 석영 유리와의 화학적 반응에 의해 야기됨)의 손실들은 더 이상 오프셋될 수 없으며, 더 높은 중량 비율로 상기 색도 좌표 및 상기 색 온도가 수정된다.
상기 방전관의 체적은 유용하게는 지점 광원의 이상에 가능한 가깝게 되도록 23 mm3 보다 작다. 차량 헤드램프 또는 다른 광학 시스템에서의 광원으로서 사용을 위해, 상기 방전관(502)의 발광 부분, 즉 그 내에 밀봉된 전극들을 갖는 방전 챔버는 가능한 한 작아야 한다. 이상적으로 상기 광원은 광학 영상 시스템의 초점에 배열하기 위해 점-형상화되어야 한다. 본 발명에 따른 고압 방전 램프(5)는 바람직하게는 더 작은 체적을 갖는 방전관(502)을 포함하기 때문에, 종래 기술에 따른 고압 방전 램프보다는 이러한 이상에 더 가깝다. 상기 고압 방전 램프(5)의 방전관(502)의 체적은 따라서 유용하게 10 mm3 이상에서 26 mm3 이하까지의 범위에 있다.
상기 가스 방전 램프 버너의 전극들(504) 사이의 거리는 바람직하게는 점 광원의 이상에 가능한 한 가깝게 되도록 5 밀리미터 이하이다. 자동차 헤드램프에서의 광원으로서 사용하기 위해, 상기 전극 거리는 바람직하게는 3.5 밀리미터이다. 따라서, 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 상기 차량 헤드램프에서의 영상 조건들에 최적으로 적응된다.
상기 가스 방전 램프 버너의 전극들(502)의 두께 또는 직경은 유용하게는 0.20 밀리미터 내지 0.36 밀리미터 사이의 범위에 있다. 상기 값 범위의 두께를 갖는 전극들은 여전히 충분히 안정한 방식으로 상기 방전관의 석영 유리에 임베디드될 수 있으며 동시에 상기 고압 방전 램프의 '시동 단계' 동안, 그 공칭 전력 및 공칭 전류의 3배 내지 5배로 동작되는 동안, 특히 중요한 충분한 전류-전달 능력을 갖는다. 더 얇은 전극들의 경우에, 무수은 충전을 갖는 본 실시예에서 더 이상 충분한 전류-전달 능력이 보장되지 않으며, 더 두꺼운 전극들(504)의 경우에 석영 유리인 방전관 재료의, 그리고 텅스텐 또는 토륨 또는 산화 토륨으로 도핑된 텅스텐인 전극 재료의 상당히 다른 열 팽창 계수들로 인해 기계적 응력들의 발생에 의해 야기되는, 상기 방전관에서의 크랙 형성(crack formation)의 위험이 있을 것이다.
상기 전극들은 상기 방전관의 재료에 임베딩된 몰리브덴 막(506)에 각각 연결되며, 전류의 기밀 피드스루(feedthrough)를 허용하며, 각각의 몰리브덴 막(506)과 상기 방전관(502)으로 돌출하는 전극 팁에 가해진 가스 방전 사이의 최대 가능 거리를 보장하기 위해 상기 방전관(502)의 내부로 돌출하는 연결된 전극의 단부와 각각의 몰리브덴 막(506) 사이의 최소 거리는 유용하게는 적어도 4.5 mm이다. 상기 몰리브덴 막들(506)과 이에 의해 야기된 가스 방전 사이의 비교적 큰 최소 거리는 상기 이온화 충전의 할로겐 화합물들에서의 할로겐들로 인해 더 적은 온도 부하 및 더 낮은 부식 위험에 노출된다는 장점을 갖는다.
주파수 조정
플리커 또는 지터 현상을 회피하기 위한 방법이 다음에서 설명될 것이며 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템에 의해 실행된다.
본 명세서에 고려된 가스 방전 램프들은 주로 상기 동작 전자 시스템(920)에 의해 생성되는 교류로 동작되어야 한다. 상기 교류는 특히, 본 명세서에서 고려된 램프의 주파수에 대응하는 가스 방전 램프들에서 발생하는 음향 공진들 위의 주파수를 갖는 고주파수 교류일 수 있다. 그러나, 대개, 상기 저주파수 구형파 동작이 사용되며, 이는 이하에서 고려될 것이다.
잘못된 동작 모드에서, 가스 방전 램프들, 특히 고압 가스 방전 램프들은 주로 상기 전극들의 지나치게 낮은 온도 때문일 수 있는 상기 램프 전류의 방향의 변화('교체')를 갖는 아크의 깨짐에 취약하다. 대개, 고압 가스 방전 램프들은 또한 "기신호(wagging) 직류 동작"이라 지칭되는 저주파수 구형파 전류를 이용하여 동작된다. 이 경우에 실질적으로 대개 100 Hz 내지 수 kHz의 주파수를 갖는 직사각 전류가 상기 램프에 인가된다. 실질적으로 동작 전자 시스템에 의해 제공되는 양극 및 음극 구동 전압 사이의 각각의 스위칭시에, 상기 램프 전류는 정류하며, 이는 짧은 시간 주기 동안 상기 램프 전류가 0이 되게 한다. 상기 동작은 상기 램프의 전극들이 준-직류 동작에도 불구하고 상기 램프의 전극들이 동일하게 스트레스 받도록 보장한다.
아크 시작, 즉 전극 상의 아크의 시작은 주로 교류로의 가스 방전 램프의 동작 동안 문제가 된다. 교류에서의 동작에서, 상기 음극은 정류 동안 양극이 되며, 역으로 양극은 음극이 된다. 상기 음극-양극 천이는 상기 전극의 온도가 양극의 동작에 거의 영향을 미치지 않기 때문에 본래 비교적 문제가 안 된다. 상기 양극-음극 천이로, 충분하게 높은 전류를 제공하는 상기 전극의 능력은 그 온도에 좌우된다. 온도가 너무 낮으면, 상기 아크는 상기 정류 동안 대부분 상기 부호 변환점(zero-crossing) 후에 점-형상 아크 시작 동작 모드로부터 확산 아크 시작 동작 모드로 변화한다. 상기 변화는 종종 지터로 관찰될 수 있는 광 방출의 가시적 감소를 수반한다.
논리적으로, 이 경우에 상기 아크 시작이 매우 작고 따라서 매우 뜨겁기 때문에, 상기 램프는 점-형상 아크 시작 동작 모드에서 동작된다. 이것은 작은 시작 지점에서의 더 높은 온도로 인하여, 충분한 전류를 제공하기 위해 이 경우에 더 적은 전압이 요구되는 것을 의미한다.
상기 가스 방전 램프 버너(50)의 구동 전압의 극성이 변화하며, 따라서 전류 또는 전압의 큰 변화가 존재하는 상기 프로세스는 다음에서 정류로서 고려된다. 실질적으로 대칭적인 상기 램프의 동작 모드에서, 상기 전압 또는 전류 부호 변환점이 상기 정류 시간 중에 발생한다. 이 경우에 주목할 사항으로서, 상기 전압 정류는 대개 항상 상기 전류 정류보다 빨리 발생한다.
"HID-전극들에서의 ac-아크들의 경계 계층들: 위상 해결 전기적 측정들 및 광학적 관찰들", O. Langenscheidt et al., J. Phys D 40 (2007), pp. 415-431에서 공지된 바와 같이, 과도한 냉 전극은 더 높은 전압에 의해서만 요구된 전류를 제공할 수 있기 때문에, 냉 전극 및 확산 아크 시작에서, 상기 전극은 초기에 상기 정류 이후에 증가한다. 상기 디바이스가 상기 가스 방전 램프의 동작을 위한 상기 전압을 제공할 수 없는 경우, 상술한 지터가 발생한다.
상기 교류 아크 시작 모드의 문제점은 동일한 공칭 전력의 유사한 램프들에 비해 비교적 큰 전극들을 갖는 가스 방전 램프들에 영향을 미친다. 전형적으로, 예컨대 법적인 규제로 인하여 광 출력의 80%가 4초 후에 달성되어야 하는 자동차 분야의 크세논 방전 램프들과 같이, "즉시 광(immediate light)"이 요구될 때 램프들은 과부하로 동작된다. 이들 램프들은 또한 효율적인 자동차 표준들 및 규제들을 충족시키기 위해 시동 단계로 지칭되는 "빠른 시작(quick start)" 동안 그들의 공칭 전력보다 실질적으로 더 큰 전력으로 동작된다. 상기 전극은 따라서 높은 시작 전력으로 디멘저닝되지만, 상기 공칭 동작 상태의 관점에서는 너무 크다. 상기 전극은 이제 주로 그곳을 흐르는 램프 전류에 의해 가열되기 때문에, 지터링의 문제는 상기 버너 전압이 수명의 끝에서 증가하는 구형 가스 방전 램프들에서 주로 발생한다. 상기 증가된 버너 전압으로 인하여, 상기 동작 전자 시스템은 제어에 의해 상기 안정한 램프 동작 동안 상기 램프 전력을 일정하게 유지하기 때문에, 더 작은 램프 전류가 흐르며, 이에 의해 상기 가스 방전 램프의 전극들이 더 이상 수명의 끝에서 충분히 가열되지 않게 된다.
집적 가스 방전 램프에서 하나의 장점은 이제 상기 가스 방전 램프 버너가 동작되지 않는 동안의 중간 기간들에 관계없이, 상기 가스 방전 램프 버너가 동작되는 동안의 모든 시간 주기를 함께 추가함으로써 획득되는 누적 버닝 시간(tk)으로 칭해지는, 이전의 버닝 시간이 간단한 방식으로 상기 동작 전자 시스템에 의해 검출될 수 있도록 상기 동작 전자 시스템이 상기 가스 방전 램프 버너에 불가분으로 연결된다는 사실에 있다. 예컨대, 상기 검출은 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 동작될 때, 결과적으로 아크가 상기 전극들 사이에서 연소하는 시간을 항상 측정하는 비휘발성 메모리를 갖는 시간 측정 디바이스에 의해 실행될 수 있다. 지터링의 문제점이 주로 구형 램프들에서 발생하기 때문에, 증가하는 연소 기간으로 동작 주파수가 또한 증가하도록, 상기 가스 방전 램프 버너가 동작되는 동작 주파수가 상기 가스 방전 램프 버너의 연소 기간에 적응되는 방법이 제안된다. 이 방법은 다음의 장점들을 제공한다: 상기 전극 팁들의 온도 변조에 의해 수반되는 양극 및 음극 동작 단계로부터의 변화가 더 높은 주파수에서 더 빠르게 발생한다. 결과적으로, 더 높은 주파수에서 상기 전극 팁들의 온도 허브가 열적인 관성으로 인해 더 작아진다. 놀랍게도, 상기 램프 전극들의 "임계 최소 온도" 이상인 전극 온도에서는 어떠한 지터도 발생하지 않음을 알게 되었다.
그러나, 주파수는 임의선택적으로 증가하지 않아야 하는데, 그 이유는 그렇지 않으면 상기 아크의 변형뿐 아니라 지터에 의해서도 수반될 수 있는 상기 램프에서의 음향 공진들의 여기를 발생시킬 수 있기 때문이다. 이러한 결과는 1 kHz의 주파수들로부터도 가능한데, 그 이유로 대개 400 Hz 또는 500 Hz의 주파수가 정상 동작을 위해, 즉 상기 안정한 동작 단계에서의 점화 및 시동 단계 이후에 선택된다. 상기 주파수는 또한 이하에서는 더 낮은 임계 주파수라 지칭될 것이다. 상기 표현 "낮은 누적 연소 시간"은 이하에서는 상기 가스 방전 램프(5)의 버너(50)가 아직 노화의 효과들을 나타내지 않거나 그렇지 않으면 약간의 노화 효과들만을 나타내는 동안의 연소 시간인 것으로 고려된다. 이것은 상기 누적 연소 시간이 상기 가스 방전 램프(5)의 특정 수명의 대략 첫 번째 10%에 도달할 때까지의 경우이다. 상기 표현 "상기 특정 수명에 가까운"이란 이하에서는 상기 누적 연소 시간이 상기 특정 수명에 천천히 도달하는, 예컨대 상기 특정 수명의 90% 내지 100% 사이에 있는 수명으로 고려될 것이다. 상기 제조업자에 의해 특정된 수명은 상기 특정 수명으로서 고려될 것이다.
도 22는 상기 가스 방전 램프 버너의 동작 주파수가 그 연소 시간에 걸쳐 그려진 상기 방법의 제 1 실시예의 도면을 도시한다. 도면에서 상기 동작 주파수가 500 h의 연소 시간까지 400 Hz에서 일정하게 남아있으며, 그로부터 900 Hz에 남아있도록 500 h 내지 1500 h의 연소 시간 동안 900 Hz까지 0.5 Hz/h만큼 연속적으로 증가하는 것을 명백하게 알 수 있다.
그러나, 500 h 내지 1500 h 범위의 주파수 증가가 연속적으로 발생할 필요는 없지만, 또한 단계적으로 발생할 수 있다. 따라서, 도 32에 도시되는 방법의 제 1 실시예의 제 2 변형에서, 대략 583 h에 대응하는 2,097,152의 누적 연소 시간으로 시작하여, 대략 9.1 h에 대응하는 32,768 s가 경과하면, 상기 주파수는 항상 4 Hz만큼 증가한다. 상기 주파수는 128배로 증가될 때까지 증가한다. 그 후에, 400 Hz의 초기 시작 값으로부터 시작하여, 상기 주파수는 912 Hz의 값에 도달하였다. 상기 방법의 제 1 실시예의 제 2 변형은 이산 시간 및 주파수 단계들만을 요구하기 때문에, 디지털 로직에 의해, 예컨대 ASIC에서의 디지털 회로 또는 마이크로제어기에 의한 구현을 위해 특히 적합하다.
도 33에 도시되는 상기 제 1 실시예의 제 3 변형에서, 특히 간단한 구현이 사용된다. 이 경우에, 대략 291 h에 대응하는 1,048,576 s의 기간이 경과한 후에, 상기 주파수는 단일 단계로 400 Hz로부터 800 Hz까지 2배가 된다. 후속적으로, 상기 램프는 항상 고주파수로 동작된다. 그러나, 상기 제 1 실시예의 제 2 변형과 반대로, 단일 주파수 단계만이 발생한다.
도 34에 도시되는 제 2 실시예에서, 상기 방법은 상기 램프 버너의 요건들에 따른 필요에 따라, 상기 주파수의 적응을 실행하기 위해 지터를 검출하기 위한 회로 장치(미도시)와 결합된다. 지터를 검출하기 위한 회로 장치는 이 경우에 상기 검출 프로세스를 위해 상기 램프 전압 및/또는 상기 램프 전류를 사용하는 검출 회로에 기초한다. 대안적으로, 상기 변환기 전에 적합하게 상관된 파라미터들이 또한 검출을 위해 사용될 수 있다. 동작 전자 시스템(920)으로서 상기 자동차에 통상적으로 사용되며 상기 집적 가스 방전 램프(5)에 포함될 수 있는 바와 같은 전자 동작 디바이스 또는 안정기는 직류 변환기 및 중간 DC 전압 링크를 통해 서로 커플링되는 변환기로 이루어지는 2-스테이지 구조를 가지며, 여기서 상기 중간 DC 전압 링크의 전압에서의 시간에 따른 변화 및/또는 상기 중간 링크로부터 상기 변환기로 흐르는 전류의 시간에 따른 변화는 상기 램프의 지터를 위한 측정으로 고려될 수 있다.
이제 지터를 검출하기 위한 회로 장치는 지터가 상기 램프에서 발생하는지 여부를 검출한다. 만약 발생한다면, 그리고 상기 램프의 이전 연소 시간이 500 h 이상이라면, 지터 맵핑 프로세스가 시작된다.
상기 프로세스는 다음의 단계들을 포함한다:
- 지터 최소 검색의 카운터 측정값을 1만큼 증가시키는 단계,
- 더 낮은 임계 주파수로부터 시작하는 상기 가스 방전 램프 버너의 동작 주파수의 단계적인 증가 단계,
- 상기 선택된 동작 주파수에서 상기 지터 강도를 측정하는 단계.
이 경우에, 적어도 상기 선택된 동작 주파수에서의 지터 강도가 각 경우에 저장된다. 필요한 경우, 상기 동작 주파수에서 측정되는 추가의 파라미터들이 저장된다. 상기 지터 강도는 동작 동안 발생할 수 있는 통계적인 변동들을 보상하기 위해 비교적 긴 기간에 걸쳐 측정되어야 한다. 제 2 실시예에서, 예컨대 20-30분의 측정 시간이 제공된다. 상기 주파수는 상기 지터 강도를 측정하기 위해 매번 100 Hz만큼 증가한다. 제 1 스테이지에서, 상기 주파수는 900 Hz의 제 1 상위 임계 주파수까지 증가한다. 상기 지터가 사라지거나 상기 지터 강도가 허용가능한 임계값 이하로 떨어지자마자, 주파수의 증가가 중단되며 상기 집적 램프가 다음에 다시 스위치 온 될 때, 이전에 동작된 주파수로 시작되도록 현재 주파수가 또한 비휘발성 메모리에 장래의 동작을 위해 획득된다.
상기 제 1 상한까지의 증가에도 불구하고 상기 지터를 극복할 수 없는 경우, 또는 허용가능한 임계값 이하로 지터 강도를 감소시킬 수 없는 경우, 상기 지터 최소 검색의 상기 카운터 측정치는 1만큼 증가하며 상기 '제 2 상위 임계 주파수'의 제 1 상위 임계 주파수의 값의 3배, 이 경우에 2700 Hz에 도달될 때까지 상기 주파수가 더 증가한다. 그 후에, 상기 주파수는 최소한의 지터가 도시되었던 제 2 상위 임계 주파수와 상기 하위 임계 주파수 사이의 전체 측정 범위로부터 선택적으로 선택된다. 상기 최소한의 지터와 관련된 지터 강도는 1 이상의 팩터만큼 곱해지며 새로운 허용가능한 임계값 - '현재의 지터 한계'로서 저장된다.
상기 지터의 모니터링 및 측정이 후속적으로 구동 상태로 남아있으며 상기 현재 지터 강도가 상기 현재 지터 한계 이상인지 여부가 주기적으로 검사된다. 현재 지터 한계 이상인 경우, 상기 프로세스의 범위 내에서 상술된 램프의 검사시에 상기 제 2 최하위 지터 강도들을 도시한 주파수로 시프트될 것이다. 상기 램프는 그 후에 상기 주파수에서 동작하며, 여기서 상기 지터의 모니터링 및 측정은 또한 계속해서 구동된다. 현재 지터 강도가 다시 현재 지터 한계 이상이 되면, 제 3 최하위 지터 강도를 갖는 주파수로 변경될 것이다. 후속적인 동작에서, 현재 지터 강도가 또한 상기 현재 지터 한계 이상인 경우, 상기 지터 최소 검색의 카운터 측정값은 다시 1만큼 증가할 것이며 최소 검색의 새로운 주기가 시작되며, 여기서 상기 하위 임계 주파수와 상기 제 2 상위 임계 주파수 사이의 전체 주파수 범위가 검사될 것이다.
상기 지터 최소 검색이 이미 구동된 주파수인 카운터 측정값 및 현재 지터 한계는 상기 동작 전자 시스템(920, 930)의 비휘발성 메모리에 저장된다. 이들 2개 값들은 예컨대, LIN 버스를 통해 상기 집적 가스 방전 램프의 통신 인터페이스를 통해 판독될 수 있다. 상기 자동차의 서비스 범위 내에서, 예컨대 일단 서비스 간격이 경과했을 때 또는 상기 자동차가 결함으로 인해 수리 공장에 있기 때문의 상기 조사의 범위 내에서, 상기 2개의 값들이 판독되며 여전히 허용되는 값들을 나타내는 한계 값들과 비교된다. 상기 한계 값들은 또한 상기 집적 가스 방전 램프에 저장될 수 있으며 상기 통신 버스를 통해 판독될 수 있지만, 간략화를 위해, 상기 바람직한 실시예의 수리 공장의 진단 디바이스에 저장된다. 판독된 값들 중 하나가 상기 관련된 한계 값 이상에 놓이는 경우, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 새로운 집적 가스 방전 램프로 교체되어야 한다. 상기 차량이 어떤 경우에도 상기 진단 디바이스에 연결되기 때문에 상기 서비스 동안 상기 램프는 불필요하게 조기에 교체되지 않으며 상당한 추가 시간이 요구되지 않기 때문에, 상기 절차는 상당한 비용들을 생성하지 않고서 상기 조명 시스템의 이용가능성을 실질적으로 증가시킨다.
상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리로부터의 데이터가 비교되는 제한 값들은 예컨대, 상기 램프를 교체할 필요없이 구형 램프의 지터 한계가 신규 램프의 지터 한계보다 높을 수 있도록, 상기 비휘발성 메모리로부터 판독되는 누적 연소 시간(tk) 또는 누적 가중된 연소 시간(tkg)에 따라 변경될 수 있다. 상기 램프의 연소 시간에 따른 상기 제한 값들의 종속성은 램프 제조업자가 예컨대, 표 또는 데이터 매트릭스의 형태로 상기 데이터를 자신의 진단 디바이스에 입력할 수 있도록 상기 램프 제조업자에 의해 상기 차량 제조업자에게 제공된다.
제 3 실시예에서, 상기 프로세스는 상기 제 2 실시예와 유사하게 실행되지만, 특히 마이크로제어기에서의 메모리 공간을 절약하기 위해, 이제까지 최소였던 지터 강도의 값 및 관련 동작 주파수만이 상술한 검색 동안 저장된다. 이것은 실제 매핑 대신에, 상기 지터 강도에 관한 최소 검색만이 실행되는 것을 의미한다. 상기에 나타난 바와 같이 상기 제 1 상위 임계 주파수까지의 상기 제 1 검색 프로세스 동안의 상기 검색에 대한 중단이 없었다면, 상기 검색은 제 2 실시예에서와 같이 제 2 상위 임계 주파수까지 계속될 것이다. 후속적으로, 상기 최소 메모리에 저장된 주파수로의 직접적인 시프트가 이루어질 수 있다. 상기 램프는 그 후에 상기 주파수에서 적어도 30분 동안 동작되며, 이 시간 동안 상기 지터 강도가 상기 기간에 걸쳐 결정된다. 상기 초기 강도에 비해, 예컨대 20%의 허용가능 팩터 이상으로 증가하는 경우, 최상의 가능한 동작 주파수를 위한 새로운 검색이 시작되며 상술한 방식으로 실행된다.
연소 시간에 걸친 상기 가스 방전 램프 버너의 동작 주파수의 증가로 인하여, 상기 회로 장치 자체에 관한 비용-집약적 측정들을 필요로 하지 않고서 상기 버너의 지터 경향이 상당하게 감소될 수 있다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템이 마이크로제어기를 포함한다는 사실로 인해, 전체 프로세스가 상기 마이크로제어기의 소프트웨어에서 실행될 수 있으며, 따라서 임의의 추가 비용들을 발생시키지 않는다. 또한, 상기 제 2 실시예의 지터를 검출하기 위한 회로 장치는 순수하게 창의적인(clever) 레이아웃을 갖는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 상기 지터의 검출을 위해 요구된 측정되는 변수들이 이미 다른 이유로 상기 마이크로제어기에 적용될 수 있다는 사실로 인해, 검출 유닛은 이들 변수들의 적절한 평가에 의해 상기 소프트웨어에 구현될 수 있다. 하드웨어에서 요구된 상기 회로 부분들은 이미 다른 이유들로 존재하며, 따라서 추가의 비용들을 발생시키지 않는다.
통신 인터페이스
이미 상기에 나타난 바와 같이, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 특히 상기 자동차의 내장 전자 제품들과의 통신을 가능하게 하는 통신 수단 또는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 가질 수 있다. LIN 버스가 특히 유용한 것으로 나타나지만, CAN 버스에 의한 상기 내장 전자 제품으로의 상기 집적 가스 방전 램프의 연결이 또한 가능하다.
상기 램프는 상기 통신 인터페이스를 통해 상위 제어 시스템, 예컨대, 자동차의 조명 모듈과 유용하게 통신할 수 있다. 이 경우에 상기 집적 가스 방전 램프(5)에 관한 광범위한 정보가 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 상위 제어 시스템에 전송될 수 있다. 상기 정보는 상기 램프의 비휘발성 메모리에 저장된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 제조 동안, 상기 생산 공장에 의해 수집될 수 있으며 상기 램프의 생산 종료시에 상기 램프의 비휘발성 메모리로 프로그램되는 광범위한 정보가 누적된다. 그러나, 상기 정보는 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리로 직접 기입될 수 있으며, 이를 위해서는 통신 인터페이스가 반드시 필요하지는 않다.
생산 동안 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 예컨대, 정밀하게 측정되며, 상기 베이스(70) 상에 덮여질 때, 상기 베이스의 기준 평면에 관하여 상기 베이스 상의 정밀하게 정의된 위치에 고정된다. 이는 상기 가스 방전 램프 전극들(504) 사이의 아크 연소가 상기 헤드램프에 대한 인터페이스를 나타내는 상기 기준 평면에 대해 정확한 위치를 채택하기 때문에 집적 가스 방전 램프(5) 및 헤드램프(43)로 형성된 광학 시스템의 고품질을 보장한다. 상기 생산 장비는 따라서 예컨대, 상기 전극들의 거리 및 위치를 알게 된다. 그러나, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 전극들 사이의 거리가 상기 아크 드롭 전압과 상관되기 때문에, 상기 전극들 사이의 거리는 상기 동작 전자 시스템을 위한 중요한 변수를 나타낼 수 있다. 더욱이, 고유한 직렬 번호 또는 대안적으로 생산 배치 번호는 추적성을 보장하기 위해 상기 램프의 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다. 상기 직렬 번호를 이용하면, 제조 오류에 의해 발생되는 램프들의 개별 부분들을 발견하기 위해 모든 이용가능 데이터와 함께 상기 집적 가스 방전 램프(5)로 구축된 부분들이 상기 제조업자에 의해 유지된 데이터베이스를 통해 요청될 수 있다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 바람직한 실시예에서, 그 파라미터들이 램프 동작 동안 측정되며 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 비휘발성 메모리에 저장되는 내장 전자제품들에 관한 추가적인 파라미터들이 요청될 수 있으며 또한 상기 통신 인터페이스에 의해 메모리에 저장될 수 있다. 예시로서, 상기 헤드램프 시스템의 균일하게 높은 광 출력이 달성되도록 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 전력을 제어할 수 있기 때문에, 상기 집적 가스 방전 램프(5)에서 상기 헤드램프가 구성하는 상기 광학 시스템의 데이터를 저장하는 것이 편리할 수 있다.
특히 다음의 통신 파라미터들이 통신 파라미터들로서 고려될 수 있다:
- 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 누적 연소 시간,
- 발생하는 지터 효과들의 수, 즉 허용가능 제한 값이 초과되는 횟수의 수
- 상기 지터 최소 검색이 시작되는 횟수들의 수,
- 현재 램프 전력
- 상기 변환기의 현재 주파수
- 상기 램프 전력의 설정 포인트(= 램프 타겟 설정포인트 전력)
- 상기 램프 전력의 실제 값
- 상기 전자제품의 온도
- 직렬 번호 또는 배치 번호
- 상기 램프가 꺼지는 횟수의 총 수 및 상기 램프가 이전의 시간 주기, 예컨대 200 h 내에 꺼지는 횟수의 수
- 상기 램프가 점화하지 않는 횟수의 수
원칙적으로, 상기 방전 램프의 램프 베이스에 통합되지 않는 종래의 동작 전자 시스템은 또한 이들 파라미터들을 검출할 수 있었으며 통신 인터페이스를 통해 상기 파라미터들을 제공할 수 있었다. 그러나, 상기 램프가 동작 전자 시스템과 독립적으로 언제든 교체될 수 있었으며 판독된 파라미터들이 상기 램프로 형성된 현재 존재하는 시스템 및 동작 전자 시스템을 설명할 필요가 없었기 때문에, 이들 파라미터들은 차량의 서비스 범위 내의 진단을 위해 사용될 수 없었다. 상기 결함은 가스 방전 램프 버너 및 동작 전자 시스템은 불가분으로 램프에 통합되는 집적 가스 방전 램프의 설명된 시스템에 의해 제기되지 않는다.
상기 통신 인터페이스는 바람직하게는 LIN 버스 또는 대안적으로 CAN 버스이다. 양쪽 인터페이스 프로토콜들이 상기 자동차 분야 내에서 널리 사용되고 도입된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 자동차에 사용되지 않는 경우, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 통신 인터페이스는 또한 DALI 또는 EIB/인스타버스(Instabus)와 같은 일반 조명 분야 내에 널리 퍼진 프로토콜을 포함할 수 있다.
상기 데이터(주로 상기 누적 연소 시간의)에 기초하여, 자동차에 제공된 상위 제어 시스템은 예컨대, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 예측된 교체 순간을 계산할 수 있다. 상기 자동차의 조사 데이터에 의해, 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 다음 조사 날짜까지 올바르게 계속해서 기능할 것인지, 또는 예컨대, 조명의 열악한 품질 또는 심지어 램프의 실패가 의심되기 때문에 교체되어야 하는지 여부에 관하여 결정될 수 있다.
상기 데이터가 상기 집적 가스 방전 램프의 통신 인터페이스를 통해 판독될 수 있다는 사실로 인해, 서비스 기술자는 상기 집적 가스 방전 램프로부터 상기 데이터를 판독할 수 있으며 지터 램프에 관하여 이미 상술한 바와 같이, 실패 전에 요구된대로 상기 램프를 교체할 수 있다.
상기 집적 가스 방전 램프의 생산으로부터의 데이터가 상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리에 불변의 방식으로 저장되는 경우, 상기 램프는 그 수명 계산시에 언제든 상기 데이터를 다시 참조할 수 있으며, 그 결과 상기 수명 계산들, 즉 상기 집적 가스 방전 램프가 올바르게 기능하는 기간의 추정이 실질적으로 더 정확해질 것이다. 데이터는 바람직하게는 상기 생산 시간 주기가 도출될 수 있는 동작 전자 시스템의 비-휘발성 메모리에 저장된다. 배치 내에서 이후에만 검출되는 임의의 가능한 잘못된 생산들 또는 결함들은 여전히 상기 램프가 실패하기 전에 현장에서 교체될 수 있다. 이는 자동차의 사용자에게 크게 유용한데, 그 이유는 특히 전면 헤드램프에서의 상기 집적 가스 방전 램프의 이용시에, 특히 안정성-관련 애플리케이션을 구성하기 때문이다. 데이터가 상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리에 저장되는 경우, 그 결과로 상기 집적 가스 방전 램프가 고유하게 식별되며, 생산 동안 데이터베이스에 저장된 데이터는 용이하고 신뢰성 있게 상기 램프와 관련될 수 있다. 이는 뚜렷하고 고유한 직렬 번호가 상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리에 저장되는 경우에 특히 효율적이다. 상기 직렬 번호는 또한 그 중에서도, 동일한 타입의 집적 가스 방전 램프의 서로 다른 제조업자들이 그들의 각각의 생산 프로세스에서 연속적인 번호를 할당할 수 있을지라도, 여전히 동일한 직렬 번호를 갖는 제 2 램프가 존재하지 않게 보장되도록 모든 제조업자들 사이에 조정된 제조업자의 코드를 포함한다.
상기 집적 가스 방전 램프의 동작 동안, 상기 연소 시간 및/또는 상기 집적 가스 방전 램프의 점화들의 수와 함께 단조롭게 증가하는 하나 이상의 번호들이 바람직하게는 상기 비휘발성 메모리에 저장된다. 상기 가스 방전 램프 버너의 연소 시간이 상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리의 누적 연소 시간으로서 검출되고, 합산되며 저장된다. 상기 누적 연소 시간은 바람직하게는 숫자의 형태로 상기 비휘발성 메모리에 저장된다. 그러나, 상기 연소 시간은 또한 동작 파라미터들에 의해 가중될 수 있으며 상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리에 숫자로서 저장될 수 있으며, 여기서 상기 숫자는 그 후에 상기 누적 가중 연소 시간에 대응한다. 상기 서로 다른 타입들의 누적 연소 시간은 이하에서 더 상세하게 다루어질 것이다. 이전의 연소 시간은 따라서 상기 제조업자에 의해 특정된 수명과 신뢰성 있게 매칭될 수 있으며, 상기 램프의 잔여 수명에 관한 정확한 주장이 이루어질 수 있다. 상기 제조업자에 의해 특정된 수명은 이것이 예컨대, 시작들의 수 또는 램프의 요구된 광속에 따를 수 있도록 상기 비휘발성 메모리로부터 판독되는 추가적인 데이터의 함수일 수 있다. 상기 집적 램프가 교체되어야 하는지 여부에 관한 결정은 경제적인 이유로, 상기 수리 공장에의 이전 방문들의 범위 내에서 결정된 서비스 수리 공장의 진단 디바이스에 저장된 데이터에 기초하여 이루어질 수 있으며, 예컨대 과거 서비스 간격들 내에서 상기 조명이 얼마나 집중적으로 사용되었는지에 관한 정보가 상기 결정들이 이루어지는데 고려될 수 있다.
상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리에 저장된 수가 상기 램프의 지터, 특히 지터 최소 검색이 시작된 횟수 또는 현재 지터 한계에 대한 단정을 형성하는 경우, 상기 집적 가스 방전 램프의 조건이 정확하게 검출될 수 있으며 요구에 따라 판독될 수 있다. 이들 값들은 잔여 수명을 평가하기 위해 상기 집적 가스 방전 램프가 제공되는 차량을 서비스할 때 고려될 수 있다. 상기 가스 방전 램프 버너의 점화들의 수에 관한 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리에 저장된 수는 또한 상기 서비스 기술자에 관련될 수 있는데, 그 이유는 상기 점화들의 수가 또한 수명뿐 아니라 연소 시간에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 상기 자동차의 서비스 날짜에, 데이터가 상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리로부터 판독되며 상기 데이터에 따른 상기 서비스 프로세스 동안 서로 다른 절차가 수반된다. 상기 서비스 프로세스는 따라서 더 효율적이고 개선되며, 조기의 실패들이 거의 없으며 고객 만족도가 증가한다. 상기 집적 가스 램프가 교체되어야 하는지 여부에 관한 결정은 상기 서비스 기술자의 경험에 더하여, 상기 동작 전자 시스템의 비휘발성 메모리로부터 판독된 데이터에 기초할 수 있다. 상기 집적 가스 방전 램프를 교체하는 결정은, 바람직하게는 상기 누적 연소 시간 및/또는 상기 누적 가중 연소 시간 및/또는 상기 가스 방전 램프의 점화들의 수가 어떤 제한 값 이상에 있을 때 이루어진다. 상기 제한 값은 바람직하게는 생산 시간 주기 및/또는 상기 집적 가스 방전 램프의 고유한 식별을 허용하는 데이터에 따른다. 따라서, 상기 집적 가스 방전 램프의 교체에 관한 신뢰성 있으며 간단한 결정이 이루어질 수 있다.
루멘 불변성
그러나, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 비휘발성 메모리에 저장된 정보는 또한, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 광 출력을 그 수명에 걸쳐 일정하게 유지하도록 사용될 수 있다. 가스 방전 램프들의 공칭 전력에서의 광 출력은 상기 수명에 걸쳐 변화한다. 연소 시간이 증가함에 따라, 상기 전극들의 소각(burn-off) 및 그에 의해 야기된 방전 아크에 대한 변경에 의한 상기 방전관의 어두워짐 및 실투(devitrification)로 인해 상기 램프의 효율성이 감소한다. 이들 시스템들은 대개 전극들 사이의 최소 거리로부터 발생하는 최단 방전 아크를 위해 또는 스포트라이트 소스를 위해 치수결정되며, 상기 방전 아크의 연장으로 상기 광학 시스템에서 더 많은 광이 손실되기 때문에, 전체 광학 시스템의 효율성이 더 감소한다. 상기 광학 시스템 자체는 또한, 자동차 헤드램프에서 영구적으로 발생하는 진동들 또는 온도 사이클들로 인한 디포커싱(defocusing)에 의해 또는 렌즈 불투명성에 의해 그 동작 주기 동안 효율성을 잃게 된다. 이하에서는 램프 연소 시간(tk) 및 누적 가중 연소 시간(tkg)에 대한 참조가 이루어질 것이며, 여기서 상기 누적 가중 연소 시간(tkg)은 이하에서 더 논의될 가중 함수 γ로 가중된다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템이 상기 비휘발성 메모리에서의 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 관련 파라미터들을 저장하였기 때문에, 상기 가스 방전 램프 버너(50)에 인가된 동작 전력(PLA)을 상기 누적 연소 시간에 맞출 수 있다. 상기 노화 프로세스는 선형 방식으로 진행하지 않기 때문에, 도 27에 도시된 바와 같이 보상 함수 β가 간단한 실시예의 동작 전자 시스템에 저장된다. 이 경우에 상기 램프의 누적 가중 연소 시간(tkg)은 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 공칭 전력(PN)에 대한 상기 램프 전력(PLA)의 몫에 걸쳐 그려진다. 10 h 연소 시간 이하의 낮은 영역에서, 상기 전력은 약간 증가한다. 이는 상기 가스 방전 램프 버너(50)를 조절하는데 도움이 된다. 이는 또한 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 가스 방전 램프 버너(50)의 "가열"로서 공지된다. 일단 상기 램프가 가열되었다면, 상기 램프뿐 아니라 광학기구의 효율성이 여전히 매우 양호하기 때문에, 약간 감소한 전력(대략 상기 공칭 전력의 90%)로 동작된다. 일단 3000 h의 특정 수명의 종료에 도달되었다면, 상기 특정된 공칭 램프 버너 램프 전력보다 대략 10% 더 높은 램프 전력(PLA)에 도달하기 위해 대략 100 h의 누적 가중 연소 시간(tkg)으로부터 다시 천천히 증가한다. 따라서, 상기 가스 방전 램프 버너의 광 출력은 그 연소 시간에 걸쳐 실질적으로 일정하다. 상기 동작 전자 시스템에 저장된 기능은 생산 동안 상기 비휘발성 메모리에 저장된, 상기 전극들 사이의 거리와 같은 버너 파라미터들에 의해 영향을 받을 수 있다.
우수한 제어 시스템에 의해 달성된 상기 집적 가스 방전 램프(5)를 제어하는 진보된 시스템에서, 광 출력량들의 속도-종속 제어와 같은 추가적인 광 기능들이 수행될 수 있다. 그와 같은 진보된 실시예에서, 상기 동작 전자 시스템은 부족 전력 또는 과잉 전력으로 상기 가스 방전 램프 버너(50)를 동작시킬 수 있다. 그러나, 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 공칭 전력에서 동작하지 않기 때문에, 공칭 전력에서의 동작에 비해 다르게 노화한다. 이는 상기 누적 연소 시간의 계산시에 고려되어야 한다. 상기 목적을 위해, 상기 부족 전력 또는 과잉 전력에 종속하는 팩터를 나타내는 가중 함수 γ가 상기 동작 전자 시스템에 저장된다. 도 28은 자동차의 전면 헤드램프에 사용하기 위해 설계된 집적 가스 방전 램프(5)를 위한 가중 함수 γ를 도시한다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 과잉 전력으로 동작하는 경우, 전극들이 너무 뜨겁고 전극 재료가 증발하기 때문에 더 빨리 노화한다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 상당한 부족 전력으로 동작하는 경우, 상기 전극들이 너무 차갑고 전극 재료가 스퍼터링되며, 그에 의해 전극 재료가 스퍼터링에 의해 제거되는데, 이는 상기 램프의 수명 및 조명 수율을 감소시키기 때문에 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 유사하게 더 빨리 노화한다. 따라서, 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템은 상기 노화를 상기 누적 가중 연소 시간(tkg)에 고려해야 한다. 예컨대, 이는 다음의 공식에 의해 달성될 수 있다:
Figure pct00001
; 상기 함수 f(τ)는 상기 연소 함수만을 나타내며, 즉 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 동작 시에 설정되자마자 f(τ)=1이며, 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 동작하지 않을 때 f(τ) = 0이다. 따라서, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 부족 전력 또는 과잉 전력에서 동작하는 경우, 10의 값에 도달할 수 있는 팩터만큼 더 빠르게 노화한다.
부족 전력 또는 과잉 전력에서 상기 가스 방전 램프를 동작시킬 수 있는 진보된 제어 시스템에서, 또한 우수한 제어 디바이스와의 진보된 통신을 실행할 수 있다. 상기 통신은 상기 우수한 제어 디바이스가 상기 집적 가스 방전 램프(5)로부터 특정 전력을 더 이상 요구하지 않고, 대신에 미리 결정된 양의 광을 요구하도록 제공될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 딤(dim) 곡선이 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템에 저장된다. 도 29는 자동차 엔지니어링을 위한 집적 가스 방전 램프(5)의 예를 이용하는 그와 같은 딤 곡선 α를 도시한다. 상기 딤 곡선은 상기 가스 방전 램프 버너(50)로부터의 광속 φSoll 출력, 또는 도 29에 도시된 바와 같이, 상기 전기 버너 전력 PLA ,S 상의 공칭 광속 φN에 표준화된 광속
Figure pct00002
, 또는 도 29에 도시된 바와 같이, 상기 전기적 표준 공칭 버너 전력 PN으로 표준화된 전기적 버너 전력
Figure pct00003
의 종속성을 도시한다. 도 29에서, 이것은 100 h의 가스 방전 램프 버너(50)의 누적 가중 연소 시간(tkg)으로 그려진다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 다른 누적 가중 연소 시간(tkg)을 위해 다른 곡선들이 생성될 것이다. 이상적인 경우에, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 노화를 고려하는 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템에 3차원 맵핑이 저장된다. 따라서, 도 29는 100 h의 가스 방전 램프 버너의 누적 가중 연소 시간(tkg)을 위한 상기 맵핑을 통한 단면일 뿐이다. 상기 램프 전력을 결정하기 위한 맵핑은 광속 및 누적 가중 연소 시간에 더하여, 상기 충전이 그 중에서도 증발하는 상기 램프의 '시동' 동안의 열 체류들에 의해 야기되는, 특히 점화 후의 몇 분까지의 범위에서의 영향들을 영상화하기 위해 상기 램프의 최종 점화 이후의 연소 시간 또는 추정된 버너 온도와 같은 추가적인 차원들을 포함할 수 있다. 상기 딤 곡선은 맵핑으로서 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 동작 전자 시스템에 저장되어야 하는 것은 아니지만, 또한 상기 동작 전자 시스템에 집적된 마이크로제어기에 의해 계산될 수 있도록 함수로서 저장될 수 있다. 설정되는 램프 전력의 계산을 가능한 한 쉽게 구현할 수 있기 위해, 상기 하위 함수 또는 대응하는 맵핑은 대략 곱에 의해 표현될 수 있으며, 여기서 상기 가스 방전 램프 버너의 공칭 전력(PN)에 더한 팩터들로서, 각 개별 팩터는 상술한 변수들의 영향을 설명한다. 결정된 광량을 위해 요구된 버너 전력(PLa)은 따라서 예컨대, 다음의 공식에 의해 표현될 수 있다:
Figure pct00004
; 상기 팩터 β는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 노화를 고려한다. 상기 함수 β는 또한 상기 광학 시스템의 노화를 포함할 수 있으며, 상기 데이터는 바람직하게는 이들 영향들이 상기 집적 가스 방전 램프의 동작 전자 시스템의 계산시에 고려될 수 있도록 상기 집적 가스 방전 램프의 통신 인터페이스를 통해 전달된다. 상기 제어 디바이스에 의해 미리 결정된 광량은 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 동작하는 자동차의 속도에 의존할 수 있다. 느린 속도에서, 예컨대 상기 램프는 디밍 방식으로 동작하는 반면, 고속 도로와 같은 고속에서, 상기 램프는 상기 도로의 넓은 시야 및 우수한 조명을 보장하기 위해 공칭 전력보다 약간 위에서 동작한다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 추가적인 실시예의 진보된 동작 전자 시스템에서, 동작 동안의 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 이전의 연소 시간이 또한 추가적으로 고려될 수 있다. 상기 누적 가중 연소 시간(tkg)이 상기 가스 방전 램프 버너의 특정 수명의 종료에 도달할 때, 동작 전자 시스템은 최저 속도로 노화하게 하며 통상의 동작에 비해 효율적으로 그 수명을 증가시키는 전력에서 상기 버너를 동작시킬 수 있다. 도 30은 상기 광속 몫
Figure pct00005
은 상기 누적 표준화 수명
Figure pct00006
위에 그려진다. 상기 표준화 수명은 예컨대, 3000 시간의 램프의 공칭 수명 tN에 의해 분할된 상기 램프 연소 시간 tk로부터 계산된다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 상기 가스 방전 램프 버너(50)를 조절하고 소각하기 위해 그 공칭 수명의 3%까지에 대해 그 공칭 전력의 1.2배에서 동작한다. 그 후에, 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 특정량의 시간에 대해 공칭 전력에서 동작한다. 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 그 수명의 80%에 도달할 때, 상기 전력은 대략 상기 공칭 전력의 0.8배까지 계속하여 감소한다. 더 가까이 조사하면, 도 28의 가중 함수는 상기 램프가 그 공칭 전력의 대략 0.8배에서 동작될 때 대부분 보존된다는 것을 나타낸다. 따라서, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 상기 잔여 수명이 가능한 한 길게 되도록 보장하고 특히 자동차 분야에서 치명적인 갑작스런 램프 고장을 회피하기 위해 그 수명의 종료에 근접할 때 상기 전력에서 동작할 것이다. 상기 램프 연소 시간(tk) 대신에, 상기 누적 가중 연소 시간(tkg)은 또한 도 30에 도시된 예시와 반대로 사용될 수 있다.
상술한 데이터 및 계산들에 기초하여, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 그 가스 방전 램프 버너의 예측된 잔여 수명을 계산할 수 있으며, 상기 정보를 상기 동작 전자 시스템(220, 230)의 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 따라서, 상기 자동차가 점검을 위해 수리 공장에 있는 경우, 상기 점검을 위해 관련된 램프 데이터, 특히 저장된 잔여 수명이 판독될 수 있다. 판독된 잔여 수명에 기초하여, 상기 집적 가스 방전 램프(5)가 교체되어야 하는지 여부가 결정될 수 있다. 또한, 상기 집적 가스 방전 램프의 직렬 번호 및/또는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 직렬 번호가 상기 집적 가스 방전 램프(5)에 저장된다. 상기 직렬 번호에 기초하여, 상기 수리 공장에서의 정비공은 예컨대, 상기 제조 프로세스에서의 결점들로 인해 또는 그 안에 통합된 컴포넌트들의 고장으로 인해 상기 램프가 교체되어야 하는지 여부를 제조업자의 데이터베이스를 통해 요청할 수 있다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 추가적인 유용한 실시예에서, 그리고 이전에 설명된 실시예와 반대로, 예측된 잔여 수명은 상기 수리 공장에서 판독되지 않을 것이지만, 대신에 상기 램프가 실제로 어떻게 동작하는지에 관한 데이터가 판독될 것이다. 상기 데이터는 그 후에 개별적인 직렬 번호로 할당된, 상기 제조업자의 데이터베이스로부터의 상기 공칭 데이터에 기초하여 진단 디바이스에 의해 평가될 것이다. 예컨대, 주어진 직렬 번호를 갖는 램프의 공칭 수명(tN)이 상기 제조업자의 데이터베이스에 놓인다. 이는 대응적으로 제품 결함들의 경우에 낮다. 점화들의 수와 같은 동작에 관한 추가적인 데이터가 또한 상기 동작 전자 시스템에 저장될 것이기 때문에, 이들 파라미터들은 또한 예컨대 각 램프에 대한 공칭 점화들의 수를 포함하는 제조업자의 데이터베이스와 비교될 수 있다. 그 숫자가 상기 공칭 점화들에 근접하는, 상기 동작 전자 시스템으로부터 판독된 점화들의 큰 수는 예컨대, 상기 램프의 공칭 수명이 아직 도달되지 않았더라도 상기 램프가 교체되어야 한다는 결정을 야기한다. 그와 같은 기준을 이용함으로써, 상기 광원의 이용가능성은 경제적으로 증가한다. 램프는 그 임박한 고장 가능성이 높은 경우에만 교체되기 때문에 상기 방법은 특히 경제적인 것으로 보인다. 상기 램프의 제조업자는 다수의 램프 제조업자들이 가능하게는 상호교환가능한 제품들을 생산할 수 있을지라도, 상기 직렬 번호가 고유하게 남아있도록 보장하기 위해 상기 램프의 직렬 번호의 제 1 비트에 인코딩된다. 상기 수리 공장과 램프 제조업자 사이의 통신 접속을 통해, 예컨대, 인터넷 접속을 통해 상기 제조업자의 데이터베이스로부터의 공칭 수명 또는 공칭 점화들과 같은 공칭 데이터를 요청할 때, 상기 동작 전자 시스템으로부터 판독된 동작에 관한 데이터는 복귀하여 상기 램프 제조업자에 전송된다. 따라서, 상기 램프의 동작 전자 시스템과 상기 제조업자의 데이터베이스 사이에 양방향 데이터 교환이 발생한다. 한편으로, 이는 현장에서의 제품들의 추적을 허용하고, 특히 추가적인 제품 개발을 위해 고도로 유용한, 상기 제품의 사용 분류에 관한 통계적 분석을 허용하지만, 예컨대, 상기 차량의 VIN(차량 식별 번호)이 상기 직렬 번호에 더하여 전송되는 경우에 개별적인 데이터 분석도 가능하다. 더욱이, 제품 위조 방지 가능성이 또한 제공된다. 제품 위조의 경우에, 직렬 번호가 복제되어야 하며, 이는 상기 제조업자에 데이터를 전송할 때, 예컨대 직렬 번호에 할당되는 동작 시간들이 다시 감소할 수 없기 때문에 상기 데이터의 명백한 불일치를 발생시키며, 이것은 위조된 제품들이 관련된다는 대응 결론을 내리도록 허용한다는 점에서 제품 위조 방지 가능성이 달성된다.
아크 교정
상기 가스 방전 램프 버너의 방전 아크를 교정하기 위한 방법이 이하에 설명될 것이며 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 실시예에서 구현된다. 제 1 실시예는 도 23에 따른 토폴로지를 갖는 동작 전자 시스템(920)에 기초한다. 상기 동작 전자 시스템(920)은 자동차의 배터리 전압에 의해 전력 공급되는 DC 전압 변환기(9210)를 포함한다. 변환기(9220)는 상호-회로 캐패시터(CZW)를 통해 상기 DC 전압 변환기(9210)의 다운스트림에 연결되며, 상기 변환기는 램프 회로를 통해 가스 방전 램프 버너(50)에 AC 전압을 공급한다. 상기 램프 회로는 상기 램프 회로에서의 점화 변압기뿐 아니라 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 1차 권선을 갖는 상기 점화 전자 시스템(910) 및 출력 캐패시터(CA)로 이루어진다. 종래 기술로부터 공통으로 알려지는 상기 토폴로지에 의해, 상기 방전 아크는 상기 컴포넌트들의 창의적인 설계로 교정될 수 있다.
교정된 방전 아크는 많은 장점들을 제공한다. 제 1의 상당한 장점은 상기 버너관의 더 균일한 더멀 월(thermal wall) 응력에 의해 획득되는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 개선된 열 균형이다. 이는 개선된 열 이용을 야기하며 따라서 상기 버너관의 수명을 증가시킨다. 제 2의 상당한 장점은 감소된 열확산성을 나타내는 수축된 아크에 의해 제공된다. 그와 같은 '더 협소한' 아크로, 예컨대 헤드램의 광학기구들은 더 정밀해질 수 있으며 상기 헤드램프의 광 수율이 상당히 증가할 수 있다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)에서의 점화 및 동작 전자 시스템들(910, 920) 또는 전체 동작 전자 시스템(930)(또한 이하에서는 동작 전자 장치라 칭함)이 상기 가스 방전 램프 버너(50)에 불가분으로 연결되기 때문에, 상기 동작 전자 장치는 안정한 방식으로 연소하는 스트레이트 아크(straight arc)를 생성하기 위해 상기 가스 방전 버너(50)에 대해 보정할 수 있다. 상기 동작 전자 시스템(920)의 불가분성 및 상기 동작 전자 시스템의 가스 방전 램프 버너(50)로 인하여, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 연소 시간이 또한 알려지기 때문에, 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 노화 효과들은 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 동작 모드에 영향을 미칠 수 있다.
상기 집적 가스 방전 램프(5)의 아크를 교정하기 위한 기본 방법은 다음과 같다: 상기 동작 전자 시스템들(920, 930)은 먼저 스위칭 온 될 때의 음향 공진들에 관하여 상기 가스 방전 램프 버너(50)를 측정하며 아크 교정을 위해 적합한 주파수들을 검출한다. 이는 최소 주파수와 최대 주파수 사이의 주파수 범위들을 통한 스캐닝에 의해 실행된다. 상기 주파수들은 상기 집적 가스 방전 램프 버너의 동작 주파수상으로 변조된다. 상기 스캐닝 프로세스 동안 상기 가스 방전 램프 버너의 임피던스가 측정되며 각 경우에 상기 대응하는 주파수를 갖는 최저 임피던스가 저장된다. 최저 임피던스를 갖는 상기 주파수는 달성가능한 최대 아크 교정을 특징화한다. 상기 램프 타입에 따르면, 상기 최소 주파수는 80 kHz의 주파수만큼 낮을 수 있으며, 상기 최대 주파수는 약 300 kHz의 주파수에 도달할 수 있다. 상기 자동차 산업을 위한 전형적인 고압 방전 램프에서, 상기 최소 주파수는 대략 110 kHz이며 상기 최대 주파수는 대략 160 kHz이다. 상기 측정 프로세스는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 제조 허용오차들의 보상을 위해 요구된다. 상기 램프의 공진 주파수들의 관점에서의 전형적인 노화는 상기 동작 전자 시스템(920, 930)의 마이크로제어기(미도시)에, 예컨대, 표에 저장된다. 상기 표에서의 값들은 상기 가스 방전 램프 버너의 동작 종류에 따라(사이클 형상, 시동 또는 디밍 동작) 임의선택적으로 저장될 수 있다. 추가로, 추가적인 실시예에서 상기 제어된 동작은 상기 계산된 주파수(제어된 동작에 따라) 주변의 좁은 범위 내의 변조 주파수를 갖는 제어된 변조 동작에 의해 확장될 수 있다. 상기 계산된 주파수는 상기 가스 방전 램프 버너(50)에서의 음향 공진들의 자극에 의해 가능한 지터를 방지하기 위해 예컨대, 1 kHz의 변조 주파수로 변조된다. 종래 기술에 따른 이전 동작 디바이스들을 능가하는 일 장점은 현재 상기 주파수 범위(상기 주파수가 변동할 수 있는 내의)가 매우 작으며, 꺼진 램프들 또는 불안정한 제어기 행동에 관한 문제점들이 감소한다는 것이다. 그럼에도 불구하고, 안정한 램프 동작을 보장하기 위해 그들의 지터링 행동의 관점에서 실제 변조 주파수 주변의 주파수 범위들을 측정하는 것이 일부 타입들의 램프에게는 편리할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 지터를 검출하기 위한 회로 장치가 제 1 실시예에 사용되며 상기 변조 주파수에 가까운 주파수들은 그들의 지터링 행동에 관하여 측정된다.
도 23에 따른 제 1 실시예에서, 상기 DC 전압 변환기(9210)의 주파수는 상기 변조 주파수와 동일하도록 선택된다. 상기 상호-회로 캐패시터(CZW)의 대응하는 설계로 인하여, 고주파수 파문이 상기 DC 전압 변환기(9210)에 의해 상기 DC 전압 출력 상에 변조된 고주파수 AC 전압으로서 남아있다. 변조된 고주파수 AC 전압을 갖는 DC 전압은 상기 변환기(9220)에 대한 입력 전압으로서 이용된다. 이 경우에 상기 변환기(9220)는 상기 DC 전압을 직각 AC 전압으로 변환하는 풀 브리지로서 제공된다. 상기 변조 신호, 즉 상기 고주파수 변조 AC 전압의 진폭은 상기 풀 브리지의 출력 필터(출력 캐패시터(CA))의 치수결정에 의해서뿐 아니라 상기 펄스 점화 변압기의 2차 권선(IPSH, IPSR)의 유도성에 의해 결정된다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 경우에 이들 컴포넌트들이 서로 불가분으로 연결된다는 사실로 인해, 상기 컴포넌트들을 원하는 동작 모드로 효율적으로 조정할 수 있다. 상기 방전 아크의 원하는 교정은 상기 중첩 고주파수 전압으로 인해 발생한다. 본 실시예의 결함은 상기 시스템 손실들이 증가하도록 효율적인 스위칭 완화를 허용하지 않는 DC 전압 변환기의 고정-주파수 동작 모드이다.
도 24에 따른 제 2 실시예에서, 상기 중첩 고주파수 전압이 신호 생성기(9230)에 의해 생성된다. 상기 전압은 초크 코일(LK)과 상기 점화 전자 시스템(910)의 점화 변압기의 1차 권선 사이의 램프 회로에서의 고주파수 전압에서 커플링한다. 그렇지 않은 경우 상기 신호 생성기(9230)가 고전압-안정 방식으로 설계되어야 하기 때문에 상기 점화 변압기의 커플링-인 업스트림이 중요하다. 그렇지 않은 경우 상기 커플링-인 고주파수 전압을 과도하게 약화시키기 때문에, 상기 초크 코일은 상기 상호-회로 캐패시터(CZK)를 디커플링한다. 이러한 이유로, 상기 점화 전자 장치(910)의 점화 변압기의 유도성은 또한 가능한 한 작아야 한다. 이러한 관점에서 상기 신호 생성기는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 더 안정하고 지터-없는 동작을 달성하기 위해 상기 커플링-인 고주파수 전압의 주파수가 차례로 변조되도록 설계될 수 있다.
도 25에 도시되는 제 3 실시예에서, 상기 신호 생성기는 상기 점화 전자 장치(910)에 집적된다. 이 경우에, 상기 가스 방전 램프 버너(50)는 공진 점화에 의해 시작된다. 상기 점화 전자 시스템은 고주파수 동작을 위해 설계되며 등급 E 변환기로서 설계되는 신호 생성기에 의해 제어되는 점화 변압기(TIR)를 포함한다. 상기 점화 변압기(TIR)는 특히 상기 주파수에서의 효율성이 10% 이상이 되게, 충분한 정도까지 상기 등급 E 변환기의 스위칭 주파수에 동일한 우세한 고주파수의 적어도 기본적인 진동을 여전히 전송할 수 있도록 디멘져닝되어야 한다. 상기 점화 프로세스 동안 상기 등급 E 변환기의 스위칭 주파수는 80 kHz 내지 10 MHz 사이의 값을 갖는다. 그러나, 상기 주파수는 작은 설계를 허용하기 때문에 300 kHz 이상이 되도록 선택되고, 이 경우에 달성가능한 효율성이 특히 높아지기 때문에 4 MHz 이하에 있도록 선택된다. 상기 점화 변압기는 갈바니 전기로 분리된 1차 권선을 통해 제어된다. 상기 2차 권선은 각각 램프 전극과 변환기(9220) 사이에 연결되는 2개의 갈바니 전기 분리 코일들로 분할된다. 이 경우에 상기 신호 생성기는 상기 가스 방전 램프 버너(50)가 극복하도록 허용하는 상기 2차 측의 공진 회로에서의 공진을 여기하는 상기 점화 변압기(TIR)의 1차 권선을 통해 고주파수 전류를 생성한다. 상기 공진 회로는 상기 점화 변압기(TIR)의 2차 유도성 및 상기 램프 위에 배치된 캐패시터(CR2)로 이루어진다. 상기 캐패시터(CR2)가 매우 작기 때문에, 상기 점화 전자 장치(910)에 컴포넌트로서 집적되어야 할 필요는 없지만, 설계 수단의 결과로서 생산될 수 있다.
상기 가스 방전 램프 버너(50)가 점화하자마자, 상기 신호 생성기의 동작 모드는 상기 점화 변압기(TIR)를 통해 고주파수 신호에만 커플링하도록 변경될 것이며, 상기 신호는 아크 교정을 위해 상기 램프 전압으로 변조된다. 이것은 상기 변조 전압의 주파수 및 진폭이 상기 DC 전압 변환기(9210) 또는 상기 변환기(9220)의 최적 동작 모드를 생략할 필요 없이 비교적 자유롭게 조정가능하다는 장점을 제공한다. 상기 회로 토폴로지로 인해, 상기 점화 전자 시스템(910)은 또한 상기 DC 전압 변환기(9210)에 의해 생성되지 않아도 되도록 상기 가스 방전 램프 버너(50)를 위해 상기 공진 회로를 통해 생성된 증가된 인계 전압을 제공할 수 있다. 이러한 정책의 결과로서, 상기 DC 전압 변환기(9210)의 동작 모드는 상기 DC 전압 변환기(9210)의 요구된 출력 전압이 더 작아지기 때문에 더 최적화될 수 있다. 추가로, 상기 변환기(9220)는 상기 램프 전력의 일부가 상기 변조된 램프 전압을 통해 커플링-인 되기 때문에, 더 적은 전력을 변환해야 한다. 따라서, 상기 실시예는 교정된 방전 아크를 갖는 상기 가스 방전 램프 버너(50)의 최적화되고 신뢰성 있는 동작을 달성할 수 있도록 상기 동작 파라미터들의 구현시에 최대한의 자유도를 제공한다.
도 26은 종래 기술에 비해 간략화되는 DC 전압 변환기(9210)의 실시예를 도시한다. 종래 기술에서 전형적이며 내장 서플라이 시스템에서 동작가능한 안정기 디바이스들을 위한 DC 전압 변환기들은 상기 내장 전압이 12 V로부터 더 높은 전압까지 증가해야 하기 때문에 또한 플라이백(flyfack)이라 칭해지는 B.O.-타입 변환기 지형을 포함한다. 상기 집적 가스 방전 램프(5)의 경우에 상기 램프의 상기 헤드램프(3)로의 삽입시에만 전기적 접촉이 발생한다는 사실로 인해, 또한 부스트-변환기로 칭해지는, 자동변압기(TFB)를 포함하는 스텝업 구동기 형태의 간략화된 변환기가 또한 사용될 수 있다. 이것은 사용된 전자기 인터페이스의 경우에, 상기 부스트-변환기의 파괴를 발생시키는 차량 그라운드와 상기 변환기 출력의 우연한 접촉이 배제될 수 있기 때문에 가능하다. B.O.-타입 변환기 토폴로지를 갖는 종래 기술에서 이전에 사용된 DC 전압 변환기들은 상기 출력 측의 단락에도 불구하고 상기 에너지 플럭스를 중단하게 할 수 있다. 이는 도 26에 따른 본 변환기 설계의 경우가 아닌데, 그 이유는, 이 경우에 상기 입력, 즉 12 V 내장 서플라이 시스템으로부터, 상기 출력, 즉 상기 차량 그라운드에 우연하게 연결된 가스 방전 램프 버너(50)의 파워 서플라이로의 에너지 플럭스를 중단시킬 수 있는 상기 변환기의 전력 경로에 걸친 갈바니 분리가 존재하지 않기 때문이다. 그렇지 않으면, 상기 DC 전압 변환기는 종래의 방식으로 설계된다. 상기 변환기는 입력-측 EMI 필터, 입력 캐패시터(C1), 변환기 스위치(Q) 및 다이오드(D)를 통해 상기 상호-회로 캐패시터(CZW)상에 동작하는 자동변압기로서 설계된 인덕터(TFB)로 이루어진다. 상기 변환기는 종래 기술에 사용된 B.O.-타입 변환기들에 비해 훨씬 더 비용-효율적인데, 그에 의해 상기 시스템을 전체로 볼 때, 상기 집적 가스 방전 램프(5)는 가스 방전 램프 및 외부 전자 동작 디바이스를 갖는 종래 기술의 램프 시스템에 비해 상당히 더 비용-효율적이다.
20 전자 동작 디바이스
210 전기적 콘택트
220 전기적 콘택트
230 전기적 콘택트
240 전기적 콘택트
3 헤드램프
33 헤드램프 반사기
35 카운터-콘택트들을 갖는 캐리어 부분
350 카운터-콘택트들
351,352 슬릿들
5 집적 가스 방전 램프
50 가스 방전 램프 버너
502 방전관
504 전극들
506 몰리브덴 막
52 상기 가스 방전 램프 버너를 유지하기 위한 금속 클립
53 금속 클립을 위한 유지 플레이트
54 외측 전구를 위한 금속 코팅
56 상기 베이스에 가까운 상기 가스 방전 램프 버너의 파워 서플라이
57 상기 베이스로부터 떨어진 파워 서플라이
70 램프 베이스
702 기준 링
703 상기 기준 링으로부터 돌출하는 돌출부
705 가스 방전 램프를 위한 유지 클립
7051 상기 유지 클립이 걸리는 그루브
7053 상기 유지 클립에서의 벌지(bulge)
71 상기 반사기의 링 시일
72 전기적 도전성 하우징
722 탭들
73 상기 베이스 플레이트와 상기 베이스 사이의 링 시일
74 베이스 플레이트
741 베이스 플레이트 돔(dome)
80 점화 변압기
81 페라이트 코어
811 제 1 페라이트 코어 절반부
8110 상기 페라이트 코어의 내부의 제 1 절반부
8112 상기 제 1 페라이트 코어 절반부의 측벽
81121 연장된 리세스들
812 제 2 페라이트 코어 절반부
814-816 리턴 페라이트
8120 상기 페라이트 코어의 내부의 제 2 절반부
8122 상기 제 2 페라이트 코어 절반부의 측벽
81221 연장된 리세스들
821 공동 원통
822 원형 플레이트들
823 슬릿
824 공동 원통형 중심 코어
825 제 1 플레이트
826 제 2 플레이트
827 숄더
85 콘택트 바디
851 제 1 지붕면
852 제 2 지붕면
86 1차 권선
861,863,865 원통형인 안쪽으로 향하는 원형 부분들
862,864 전기적 콘택트를 위한 탭들
8620,8640 상기 1차 권선의 금속 시트 스트립의 단부들에서의 반경 또는 원형부들
866-869 기계적 고정을 위한 고정 탭들
87 2차 권선
871 상기 2차 권선의 내부단
872 상기 2차 권선의 외부단
910 점화 전자 시스템
920 동작 전자 시스템
930 전체 동작 전자 시스템
9210 DC 전압 변환기
9220 변환기
9230 신호 생성기

Claims (16)

  1. 고압 가스 방전 램프 버너(50)를 갖는 고압 가스 방전 램프(5)를 위한 점화 전압을 생성하기 위한 점화 변압기(80)로서,
    페라이트 코어(81) 및 적어도 하나의 1차 권선(86) 및 적어도 하나의 2차 권선(87)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 2차 권선(87)은 고전압을 전달하는 상기 적어도 하나의 2차 권선(87)의 단부가 내부에 배치되도록 상기 페라이트 코어(81)상에 배치되는 절연 금속 스트립으로 형성되며,
    상기 페라이트 코어는 필름 릴의 형태를 가지고, 상기 2차 권선(87)은 필름과 같이 상기 페라이트 코어 상에 감기는,
    점화 변압기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페라이트 코어(81)는 2개의 필수적으로 평행한 측벽들 및 중심 코어를 포함하고, 상기 측벽들의 외부 윤곽은 원형이거나 또는 필수적으로 사각형인,
    점화 변압기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 페라이트 코어(81)는, 조립될 때, 필름 릴의 형태를 채택(adopt)하는 2개의 페라이트 코어 절반부들(811, 812)로 이루어지고, 상기 페라이트 코어(81)의 중심 코어(8110, 8120)는 공동 원통형이고 그리고 2개의 절반부들(8110, 8120)로 이루어지며, 각각의 페라이트 코어 절반부(811, 812)는 측벽 및 중심 코어 절반부(8110, 8120)를 갖는,
    점화 변압기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 페라이트 코어(81)는, 하나가 다른 것의 위에 중심에 놓일 때에, 필름 릴의 형태를 채택하는 3개 부분들을 가지고, 상기 3개 부분들 중 2개는 필수적으로 동일하고 2개의 측벽들은 상기 필름 릴을 형성하며 제3 부분은 상기 필름 릴의 중심 코어를 형성하는 공동 원통형 형태를 가지고, 공동 원통형의 상기 제3 부분은 가로 방향으로 슬릿을 포함하는,
    점화 변압기.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 점화 변압기(80)는 상기 페라이트 코어(81)의 공동 원통형 영역 내에 배치되는 콘택트 바디(85)를 포함하고, 상기 2차 권선의 금속 스트립의 시작부는 상기 2개의 코어 절반부들 사이에서 또는 상기 공동 원통형인 제3 부분에서의 슬릿을 통해 안쪽으로 가이드되며, 여기서 상기 시작부가 상기 콘택트 바디에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 콘택트 바디는 차례로 상기 고압 방전 램프 버너의 파워 서플라이에 전기적으로 연결가능한,
    점화 변압기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 콘택트 바디(85)는 만곡된 금속 시트 부분으로 구성되고, 상기 만곡된 금속 시트 부분은 원통형 방식으로 서로 만곡되는 필수적으로 직사각형 면, 및 만곡된 상태에서 상호 대항하고 두 개의 지붕 면들의 방식으로 서로 경사지는 두 개의 측방향으로 돌출되는 탭들로 구성되고, 상기 두 개의 지붕 면들(851, 852)이 만나는 단부에서 고압 방전 램프 전극(504)의 파워 서플라이 와이어(56)가 중심 방식으로 클램핑되도록 형태 지어지는,
    점화 변압기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점화 변압기는, 상기 2차 권선(87)이 1차 권선의 탄성에 의해 고정되고 그리고 상기 2차 권선(87)의 외부 단부가 상기 1차 권선(86)에 전기적으로 연결되는 방식으로 스트립-형의, 탄성의, 스탬프 굴곡부로서 설계되는 적어도 하나의 회전(turn)을 갖는 상기 1차 권선(86)을 포함하는,
    점화 변압기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 1차 권선(86)의 상기 스탬프 굴곡부는 원형이거나 각진 형태이고, 각진 형태의 경우에 원통형인 상기 스탬프 굴곡부의 코너들에서, 요크 페라이트들(814-816)이 고정되는 안쪽으로 향하는 원형 부분들(861, 863, 865)을 포함하는,
    점화 변압기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 1차 권선(86)의 상기 스탬프 굴곡부는 하나가 다른 하나의 상부에 배치되는 적어도 2개의 나선형 권선들을 포함하는,
    점화 변압기.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 권선(86)의 상기 스탬프 굴곡부는 상기 점화 변압기(80)를 기계적으로 고정하는 측방향으로 완전하게 몰딩된 제1 탭들(866-869)을 포함하는,
    점화 변압기.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 권선(86)의 상기 스탬프 굴곡부는 상기 각각의 단부 상에 측방향으로 완전하게 몰딩되고 차례로 점화 전자 시스템을 전기적으로 접촉하는 제2 탭들(862, 864)의 기계적 부하를 완화시키기 위해 어느 한쪽 단부에 바깥쪽으로 향하는 원형 부분들(8620, 8640)을 갖는
    점화 변압기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점화 변압기는 기계적 안정성 및 전기 절연의 강도를 증가시키기 위해 바람직하게는 적합한 수단, 특히 함침 광택제(impregnating varnish)로 침지되거나(soaked), 또는 캐스팅 화합물로 캐스팅되는,
    점화 변압기.
  13. 제13항에 있어서,
    상기 점화 변압기의 측벽들(8112, 8122)은 상기 침지 또는 캐스팅 프로세스를 향상시키기 위해 상기 권선에 마주하는 측면 상에 바깥으로부터 연장하는 연장된 리세스들(81121, 81221)을 포함하는
    점화 변압기.
  14. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 페라이트 코어의 직경 대 높이의 비는 바람직하게는 1 보다 크고 9 보다 작으며, 특히 1.5 보다 크고 5 보다 작은,
    점화 변압기.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점화 변압기는 5 mm - 10 mm의 높이 및 15 mm - 35 mm의 직경을 가지며, 특히 8 mm의 높이 및 26 mm의 직경을 갖는,
    점화 변압기.
  16. 제1항 내지 제15항에 따른 점화 변압기(80)를 포함하는,
    집적 가스 방전 램프(5).
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